直流绝缘监察装置的设计与应用

闫佳

摘要：直流绝缘监察装置是工厂、变电站、发电厂的常用装置，我国常用的直流绝缘监察设备监测电路主要使用传感器，通过不平衡电流来计算出系统的绝缘电阻，如果绝缘电阻未达到相关的标准，那么设备就会报警，但是，该种监察设备体积大、结构复杂，使用起来并不方便。为了保证设备与系统运行的安全性与稳定性，可以在系统中采取电源屏直流电源供电，本文主要分析新型直流绝缘监察装置的设计方式与应用成果。

关键词：直流绝缘监察装置设计应用

在工厂、变电站与发电厂中，多使用低压直流设备来采集信息，直流主要由交流电隔离整流器与变压器产生，需要和蓄电池系统连接，直流正极与负极不会直接接地，正负母线对地电势也是悬浮的，在直流系统回路中某点接地时，其他的设备不会受到影响，但是如果两个以上的点接地，就可能会出现误发信号与开关误动等一系列的事故，为了提升信息传递的准确性与系统运行的可靠性，必须要对直流绝缘的运行状态进行实施的监察。

就现阶段来看，我国常用的直流绝缘监察设备监测电路主要使用传感器，通过不平衡电流来计算出系统的绝缘电阻，如果绝缘电阻未达到相关的标准，那么设备就会报警，但是，该种监察设备体积大、结构复杂，使用起来并不方便。还有一种直流绝缘检查器，如果系统正极与负极对地电阻出现不平衡时就会发出报警信号，但是在交流干扰较强的情况下，误报警的情况较多。

为了保证设备与系统运行的安全性与稳定性，可以在系统中采取电源屏直流电源供电，使用试验电源屏直流系统直流绝缘监察装置，下面就针对这一装置的设计与应用进行深入的分析。

1 直流绝缘监察装置的组成

直流绝缘监察装置包括A/D采样MCU数据处理器、DC-DC电源、RC钳制接地电路与声光报警电路几个部分。其中，RC钳制接地电路负责电路绝缘系统的检查，检查完成之后会将直流电源对地电势差从悬浮状态钳制转化为对地电势差；A/D采样MCU数据处理器负责将电压模拟量转化成为数字量；MCU数据处理器可以在短时间内计算出电压数值，如果出现绝缘故障，那么系统就会将MCU信号发送至声光报警电路，并发出报警声。

1.1 RC钳制接地电路

RC钳制接地电路由整流二极管D1、电压采集线L1（L2）、熔断器FU1（FU2）、电阻桥、电容桥与接地点几个部分构成，电容桥由能够分成电容C1、电容C2两个部分，电阻桥则可以分为R1与R2两个部分。电容桥、整流二极管、电阻桥采取分别连接的方式，整流二极管、熔断器与电压采集线使用串联方式，接地点则连接在电阻桥与电容桥中点上。

1.2 声光报警电路

声光报警电路由限流电阻R7，R8，R9、扬声器、功率放大器、发光二极管LED3，LED4，LED5组成。MCU数据处理器会将系统的故障信息与装置的工作状态经过限流电阻与发光二极管显示出来，MCU则负责声音信号的处理。

1.3 A/D采样MCU数据处理器

A/D采样MCU数据处理器由分压电阻桥R3，R4、数据处理器、分压电阻桥R5，R6组成，分压电阻桥是由两个不同的电阻串联组成。

1.4 DC-DC电源模块

DC-DC电源能够将DC220V转化成DC5V，其电源是由MCU数据处理器以及功率放大器共同提供。

直流绝缘监察装置电路图详见图1。

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图1直流绝缘监察装置电路图

2 直流绝缘监察装置的实施方式

根据上图可以得知，在RC钳制接地电路的影响下，电源正极与电源负极对地电势差是相同的，电源在电容器与整流二极管的双重作用下，能够直接过滤其中的干扰量，将进入DC-DC电源与A/D转换的电力转化成为纯净直流量。DC-DC电源能够为电力的转化提供稳定的电源，A/D转换电路能够降低±110V电压信号，将其送入到A/D转换器中，MCU在接受到信号之后，会判断电压数值的变化情况，将其发送到声光报警电路中，一旦出现故障，声光报警电路就会发出灯光告警或者声音报警。

在系统正常工作的情况下，在电阻器R1、R2与电容器C1、C2的共同作用下，R1与R2两端会产生相同的电势差，在经过转换之后，其电势差依然相同，数据经过MCU处理后，就会将LED3点亮，此时，并不会发生生硬信号。

如果系统电源的正极绝缘出现故障，在电阻器R1、R2与电容器C1、C2的共同作用下，R1两端电势差会小于R2，电压经过分压处理后会进入到A/D转换器中，并将模拟信号转为数字量，MCU会对两个电压数字量进行比较，点亮LED4，发出声音信号，经过功率放大器处理后就会发出报警声。

如果系统电源的负极绝缘出现故障，在电阻器R1、R2与电容器C1、C2的共同作用下，R1两端电势差会大于R2，电压经过分压处理后会进入到A/D转换器中，并将模拟信号转为数字量，MCU会对两个电压数字量进行比较，点亮LED5，发出声音信号，经过功率放大器处理后就会发出报警声。

3 直流绝缘监察装置的应用

将该种直流绝缘监察装置应用在变电站扩建工程中，起到了十分积极的作用，多次帮助工作人员及时检查出电流绝缘装置的异常情况，挽回了经济损失，在直流绝缘监察装置的帮助下，将复杂多点直流混接现象彻底的分离开来。

4 结语

总而言之，传统直流绝缘监察装置选择性差、灵敏度不高，故障定位困难，使用本文的新型直流绝缘监察装置就能够有效提升监察的灵敏度，也可以在不对供电可靠性产生影响的前提下定位线路，有着良好的经济效益，因此，该种装置是值得进行推广和使用的。

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