直流系统绝缘监察设备简介

发电厂及变配电所直流供电网络分布范围较广、接线复杂、工作环境比较恶劣,很容易使直流系统的绝缘性能降低。直流系统的绝缘降低相当于该回路的某一点经一定的电阻接地。

直流系统的绝缘降低直接影响直流回路的可靠性。当直流系统发生一点接地故障时,没有形成短路回路,没有短路电流流过,所以熔断器不会熔断,系统仍能继续运行。但是一点接地运行是危险的,因为如果再发生另一点再接地,就有可能引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置回路误动作。

例如图2-10所示的断路器控制回路中,当正极A点接地后,又在B点发生接地时,断路器跳闸线圈YT中有电流流过,将引起断路器误跳闸;当负极E点接地后,又在B点发生接地的情况下,此时若保护动作,即触点k闭合,由于跳闸线圈YT被两个接地点(E和B)短接,则断路器拒绝动作且熔断器熔断。因此必须在直流系统中装设绝缘监察装置,及时发现接地点和绝缘降低的情况是十分必要的。

对于220V(或110V)直流系统中任何一极的绝缘下降到15～20kΩ(或2～5kΩ)时,应发出灯光和音响信号,以便及时处理,避免事故扩大。

图2-11所示为一种简化的绝缘监察装置接线图,直流绝缘监察装置由直流绝缘监察继电器KVI、音响及光字牌HL、转换开关SM和电压表PV等组成。按功能分为信号部分和测量部分。

图2-10　直流系统两点接地示意图

图2-11　简化的绝缘监察装置接线图

1.信号部分(https://www.xing528.com)

图2-11的下半部分为绝缘监察装置的信号部分,由绝缘监察继电器KVI及音响和光字牌信号HL组成,R+、R-分别为假设的正、负母线对地绝缘电阻,用虚线相连接,1R、2R及R+、R-组成电桥接线。KVI中的1R、2R的数值要求相等(通常选1R=2R=1000Ω),KRD为高灵敏度干簧管继电器,KC为中间继电器。

在正常情况下,正、负母线对地绝缘电阻R+、R-相等,电桥平衡,继电器KRD线圈中只有极小的不平衡电流通过,继电器不动作。当有一母线对地绝缘电阻下降时,由于R+≠R-,所以电桥失去平衡,继电器KRD的线圈中有一定量的电流流过,当此电流达到继电器的动作电流时,KRD启动,其动合触点闭合启动KC继电器,KC的动合触点闭合,发出“母线对地绝缘电阻下降”的信号(但不能分清是正母线还是负母线绝缘电阻下降)。

2.测量部分

图2-11的上半部分是由转换开关SM和电压表PV组成的测量部分。当发现母线对地绝缘降低时,信号部分先发出“母线对地绝缘电阻下降”的音响和光字牌信号,值班人员将SM开关打至“正母线对地电压”,则SM的触点2-1、触点4-5接通,可以测出正母线对地的电压值;将SM开关打至“负母线对地电压”,则SM的触点5-8、触点1-4接通,可以测出负母线对地的电压值。

若正、负极对地绝缘均良好,用上述方法测得正极对地和负极对地的电压均为零;若正极对地绝缘或负极对地绝缘有损坏时,用上述方法测得电压值低者即绝缘有损坏。然后根据已知的电压表内阻RV及直流母线工作电压U,用计算的方法求出正、负母线的对地绝缘电阻。

3.对继电器KRD的要求

在图2-11中有一个人工接地点,是为了测量母线对地电压而设置。当直流回路中再有任一个短路接地点时,将会形成短路回路。为防止在直流回路中由此短路电流引起其他继电器误动作,则继电器KRD的线圈必须具有足够大的电阻值,一般对220V直流系统选用RKRD=30kΩ的线圈,启动电流为1.4mA。为防止继电器误动作,回路中其他继电器线圈的启动电流都应大于1.4mA。所以,在220V直流系统中,当任一母线的绝缘电阻下降至15～20kΩ时,绝缘监察继电器便会立即发出信号。

4.绝缘监察装置存在的问题

直流绝缘监察装置在变配电所中得到了广泛的应用,缺点是在正、负母线绝缘电阻均等下降时,由于采用电桥平衡原理工作,它不能发出预告信号。