微机绝缘监测仪.

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第五章微机绝缘监测仪

直流系统接地监测作为系统正常运行的保证，日益受到厂家及用户的重视。各类接地监测装置也层出不穷。本章节主要讲述了传统接地监测原理及我公司开发的WJY3000A 系列微机型绝缘监测仪、继电器型绝缘监测仪和便携式绝缘监测装置的工作原理及特性，供大家参考、使用。

1 传统绝缘监测仪检测原理

1.1工作原理

绝缘监测仪主机检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。传统绝缘监测仪工作原理框图见图5-1。

图5-1：传统绝缘监测仪原理图

1.2 母线检测原理

1.2.1 平衡电桥检测法

平衡电桥法在绝缘监测仪主机内部设置2个阻值相同的对地分压电阻R1、R2，通过它们测得母线对地电压V1、V2。平衡电桥检测原理框图见图5-2。

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图5-2：平衡电桥检测原理图

当Rx = Ry=∞时，系统无接地。此时，V1=V2＝110V 。

当系统单端接地时，得以下方程（1）：

通过此方程式可求得单端接地电阻Rx 或Ry 。

当系统出现双端接地时，得以下方程（2）：

此时，不能直接求解，处理方法是将Rx 、Ry 中较大的一个视为无穷大，按单端接地的情况求解，所求得的接地电阻值大于实际值。Rx 、 Ry 的实际值越接近，则测量误差越大，达到R x = R y 时，测量误差∞。

1.2.2 不平衡电桥检测法

不平衡电桥检测是由主机内部两个阻值相等的对地电阻通过电子开关K1、K2按照一定的开合顺序接地。不平衡电桥检测原理见图5-3。

图5-3：不平衡电桥检测原理图

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在一个检测周期内，K1闭合K2断开，测得V1、V2，得方程（3）

然后K1断开K2闭合，经一定延时后再次测量V1、V2，得方程（4）

解联立方程（3）、（4）就可直接求得正负母线接地电阻Rx 、Ry 。

1.2.3 两种检测方法性能比较

平衡电桥和不平衡电桥由于本身电路的限制，都有各自的优点及缺点，其比较见表5-1。

表5-1 平衡电桥和不平衡电桥检测对比表

法；对于大型电厂直流系统，由于馈出回路接线复杂、分布电容较大，宜采用平衡电桥检测方式。

1.3 支路检测原理

1.3.1 交流法

较早的绝缘监测仪对于支路电阻检测基本上都采用了小信号注入法，即当母线检测接地异常时，将一个约5～10V ，10～20Hz 的低频信号注入母线，交流CT 通过锁相技术等方式便可检测到不平衡电流即漏电流，然后再通过数据线将检测信号送至主机做响应处理。图5-4为交流法支路检测原理图。

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图5-4：交流法支路检测原理图

该方式CT 结构简单、成本较低。但由于向直流母线注入交流信号，容易引起设备误动或干扰设备，检测精度受接地电容影响，不能识别母线接地极性，已经逐渐被淘汰。

1.3.2 直流法

采用直流有源CT ，不需注入交流信号。当出现接地时，直流CT 将直流漏电流变换为0~5V或4~20mA的电信号。

该方式的优点是无需向母线注入交流信号，受接地电容的影响小，能识别接地母线的极性，能测量双端接地。缺点是成本高于交流CT ，环境温度和工作电压的波动影响测量精度。

2 奥特迅公司绝缘监测仪介绍

2.1 概述

奥特迅公司根据多年直流成套专业供应商的经验，依托强大的研发力量，集合国内外先进的检测技术，推了WJY3000A 型新一代智能微机绝缘监测仪。该装置采用直流原理，智能数字有源CT ，从结构及原理上有了新的突破，投放市场以来得到了广大用户的认可，运行已达3000多套。

同时，奥特迅公司为了适应不同用户的要求，还开发了JYJ-A 型绝缘监测继电器及BXJY -A 型便携式绝缘监测仪，下面将一一为大家介绍。

2.2 WJY3000A型微机绝缘监测仪原理

主机在线检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。支路漏电流检

测采用直流有源CT ，不需向母线注入信号。每个CT 内含CPU ，被检信号直接在CT 内部转换为数字信号，由CPU 通过串行口上传至绝缘监测仪主机。支路检测精度高、抗干扰能力强。采用智能型CT ，所有支路的漏电流检测同时进行，支路巡检速度高。

46 WJY3000A 型微机绝缘监测仪原理框图见图5-5：

图5-5：WJY3000A 原理框图

本套装置的母线电压检测采用独立的、高精度、高抗干扰能力的双积分型A/D 转换器，检测速度快。由于采用智能数字式CT ，所有CT 通过一根五芯通信线与主机相连，改变了以往CT 到主机接线复杂的缺点，抗干扰能力也得到了增强。CT 自行计算数据，避免了传统接地仪由CT 采集漏电流量，由主机进行多次计算的方式，故检测速度也得到了极大的提升，每个CT 的检测时间仅0.2ms 。

WJY3000A 型微机绝缘监测仪与传统的绝缘检测仪对比见表5-2。

表5-2 WJY3000A 型绝缘监测仪与传统的绝缘检测仪对比表

2.3 智能CT

WJY3000A 型绝缘监测仪所配CT 较本章1.3所讲述的两种方式已有了较明显的变化，其内置CPU ，漏电流在CT 内直接转换为数字量，数字滤波采用256次的平均值，测量精度高，抗干扰能力强。CT 自身保存校准值，CT 测量精度与主机性能无关。由于检测的是波形相对变化量，所以电源的波动不影响检测精度。

CT 与主机通过一根5芯电缆连接，所有CT 并联在一起。CT 的TXD 接主机的RXD ，CT 的TXD 要接主机的TXD ，其他V+、V －、GND 则同名相连。详细接线图见图5-6。