直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測技術研究與應用

摘要：針對目前常用絕緣檢測裝置采用的檢測原理存在的不足，提出一種改進的絕緣檢測方法。檢測電路由主回路和支路2個部分組成。利用MSP430單片機采集、處理霍爾電流傳感器信號，判斷電路的絕緣情況并計算絕緣電阻大小。檢測結果表明該方法有效、實用。
關鍵詞：絕緣監(jiān)測；接地故障；故障定位；單片機應用

電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)是為變電站中的保護、監(jiān)控、監(jiān)視、記錄等自動化裝置提供電源的多分支網(wǎng)絡。它的安全運行，對整個電力系統(tǒng)的安全運行起著至關重要的作用。直流接地是直流操作系統(tǒng)常見故障之一，一般情況下，單點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行，但如果不能迅速找到故障點并修復而發(fā)生另一點接地故障時，就可能引起重大故障。
目前，絕緣檢測裝置采用的檢測原理主要有電橋平衡原理和變頻探測原理，兩種檢測原理的裝置都能在一定程度上解決直流接地問題，但也存在著不足，基于電橋平衡原理的絕緣檢測裝置無法檢測正、負母線絕緣同等下降的情況，也不能區(qū)分多支路故障。而后者則易受直流系統(tǒng)對地分布電容的影響，并且注入的低頻交流信號增大了直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)，影響電源的質量。文中旨在介紹一種在線絕緣檢測方法，并基于msp430單片機予以實現(xiàn)。

1 原理介紹
原理圖如圖1所示。圖中CM+、CM-為正負母線。U+、U-為正、負母線電壓。Jk1、Jk2為繼電開關，R為精密電阻。R+、R-為正、負母線發(fā)生絕緣故障時的對地電阻。Dt1、Dt2為高精度霍爾電流傳感器，其輸出電壓與通過環(huán)孔的電流差成正比，并且成線性關系。所以，利用采樣電流傳感器輸出的電壓，經(jīng)過換算成電流，再利用歐姆定律獲得正、負母線電壓U+、U-，則電源電壓U=U+ - U-。

在直流系統(tǒng)正常工作情況下，電子繼電開關Jk1、Jk2保持閉合。R+、R- 一般趨近無窮大，此時，U+=-U-。當發(fā)生絕緣接地故障時，則R+或R-為有限值，此時U+≠-U-，當R+≤R-時，則有U+≤-U-，反之亦然。如果發(fā)生R+=R-都為有限值時，即正負母線絕緣電阻同等下降，此時U+=-U-，則需要進一步進行檢測，檢測步驟如下：
1)斷開繼電開關Jk2，保持Jk1閉合，測得正、負母線電壓對地分別記為：U+1，U-1；
2)斷開繼電開關Jk1，保持Jk2閉合，測得正、負母線電壓對地分別記為：U+2，U-2；