注入式绝缘检测在核电站低压配电系统中的应用

任　轶（福建宁德核电有限公司,福建　宁德　355209）

注入式绝缘检测在核电站低压配电系统中的应用

任轶
（福建宁德核电有限公司,福建宁德355209）

叙述了配电系统绝缘故障的危害性，介绍了核电站低压配电系统绝缘检测的重要性。归纳了注入式绝缘检测的原理与特点，总结了其在配电系统正常运行期间及处理绝缘故障时的应用。

配电系统绝缘检测监测定位重要性

低压配电系统是核电站厂用电系统的重要组成部分，其绝缘情况的好坏，将直接决定系统能否健康可靠地持续运行，在核电站核安全高指标的特殊要求下，对厂用电配电系统，尤其是核安全级别的直流配电系统，当系统绝缘值低于技术规范规定值时，若不能及时发现故障并定位解决，机组就必须在指定时间内退出功率运行模式，最终有可能导致停机停堆，如此将为电站带来较大的经济损失，同时也会给电网造成负荷冲击，造成不良的影响。因此，掌握与控制系统的绝缘情况是配电系统运行与维护必须具备的条件，而注入式绝缘检测技术为这一条件的实现提供了有效的技术基础；

1　配电系统绝缘故障的危害性

绝缘故障是指配电系统对地绝缘阻抗值低于规定值或设定值，主要有直接接地（实接地、金属接地）及间接接地两种情况。低压配电系统有直流系统与交流系统两类，对于中性点接地的交流三相系统发生单相接地故障时，会产生大短路电流，致使电气设备烧损，而中性点不接地系统的单相接地故障会导致非故障相相电压升高至线电压水平，对系统绝缘造成较大冲击。对于直流系统发生绝缘接地故障，若是出现两点接地，就会导致断路器拒动或误动作，甚至是正、负极短路等严重后果。

2　核电站配电系统绝缘检测的重要性

配电系统在运行期间，受尘土、湿气、温度、材料老化、外力损伤等方面的影响，势必会在系统中产生一些绝缘薄弱点，形成接地故障隐患，通过对配电系统接地故障危害性的了解，我们知道，对配电系统绝缘情况的掌握与控制至关重要，而能否掌握、控制系统的绝缘的关键在于以下两点，其一，能否实时获知系统的绝缘值，即对系统绝缘进行在线监测，其二，能否定位故障点，即在系统故障期间，快速排查定位接地点。而上述两点的实现，则要完全依赖于对系统的绝缘检测。如果不能对系统进行绝缘检测，就无法实现绝缘的在线监测，当系统绝缘发生劣化趋势时，由于无法知情，就不能够及时介入维修以消除隐患，致使系统绝缘情况将继续恶化，最终导致核安全设备的误动作或拒动作等严重后果。如果不能对系统进行绝缘检测，当系统发生绝缘故障时,很难快速、准确定位故障点，延迟维修时间，最终导致机组状态后撤。所以，核电站中对配电系统的绝缘检测是极为重要的，必须要有可靠的技术手段来实现对配电系统的绝缘检测。

3　注入式绝缘检测的原理及特点

3.1基本原理

注入式绝缘检测的基本原理就是向系统中注入非工频交流电流，检测返回电流并计算电阻。在工作期间，检测装置向系统中注入低频电流，若系统绝缘正常，没有绝缘故障点，低频电流在系统中形不成回路，检测装置检测不到电流。若系统中出现绝缘故障点，该点绝缘下降甚至实接地，由此就会与检测装置构成回路，检测装置就会检测到返回电流，并通过运算逻辑计算出绝缘直阻。

3.2检测系统的构成

通常，如图1所示，注入式绝缘检测装置一般包含低频交流发生器，电流、电压检测计算模块，以及控制模块等。整个检测

装置的特性是对于工频50HZ电流阻抗较大，而对于自身产生的低频电流阻抗值极小。

3.3注入式绝缘监测的优点

注入式绝缘监测技术可以实时计算出配电系统运行期间对地绝缘阻抗，并能够根据需要对报警值进行预先设定，当检测计算值低于设定值时，会发出报警，能够有效地对系统的绝缘防护起到监测预警作用，同时还具有检测精度高、速度快、持续工作能力强等优点，在本文前面的描述中，论述了电站配电系统绝缘检测的重要性，强调了必须要有可靠的技术手段来实现对配电系统的绝缘检测，那么注入式绝缘检测技术具备的这些特点，使得其可以方便、快捷、可靠地实现对系统的绝缘检测，很好地满足了对配电系统绝检测的需求；

4　在配电系统中的应用

鉴于注入式绝缘检测技术的特点可以很好地满足对配电系统进行绝缘检测的需求，能够为掌握与控制系统的绝缘提供可靠的技术基础，因此，在对系统绝缘的在线监测与故障排查定位方面获得了良好的应用；

4.1配电系统运行期间绝缘的在线监测

在线监测应用方面，注入式绝缘检测系统装置一般均随配电系统整体安装施工，如图2所示，整个配电系统network对检测

装置来说是一个统一的负载，阻抗值有如下数学关系：

配电系统运行期间，检测装置向系统中注入非工频交流电流，若系统中出现绝缘接地故障点，将由此形成回路，检测装置将检测到返回电流，并根据运算逻辑计算对地绝缘阻抗并可以实时显示出来，当阻值低于设定值时，将发出报警。由此，注入式绝缘检测便可靠地实现了对系统绝缘的在线监测；

4.2接地故障的定位查找

对于低压配电系统来说，网络连接复杂，分布范围很广，无论是直流系统还是交流系统，馈电回路少则几十个，多则上百个，负载设备遍及电站每一个角落，如果不能对系统进行绝缘检测，当发生绝缘故障时，就无法快速、准确定位故障回路间隔。只能依靠传统的‘拉抽屉’式的排查方法，这将严重制约维修工作的效率，浪费宝贵的时间，无法在规定时间内定位并排除故障，由此会为电站带来严重的影响。而应用注入式绝缘检测技术就可以对故障回路进行快速定位，极大的提高了故障间隔查找的工作效率，从而不再依靠传统的‘拉抽屉’式的排查方法，使得维修人员可以把宝贵的时间投入到解决某一个具体存在绝缘故障的回路当中去。当系统发生绝缘故障时，向系统中注入电流，然后用探测CT分别测量各馈线间隔的出现电缆，对于绝缘情况良好的间隔，由于无检测电流通过，探测CT检验结果为正常。对于绝缘出现问题的间隔，由于接地故障点的存在，为检测电流形成了回路，探测CT就会检测到电流并发出提示，这样就实现了故障间隔的定位，维修人员就可以进一步处理该间隔的绝缘故障。在实际应用中，对于某些重要的直流系统，绝缘在线监测与故障间隔定位这两项技术功能是共同应用在其中的，即绝缘检测装置不但可以在线监测系统母线的对地绝缘值，还可以检测计算每一个馈线回路的绝缘情况，这样就使得绝缘监测具备了全面性，还更进一步提高了排查、定位出现故障间隔的工作效率；

5　总结

注入式绝缘检测技术是实现对系统绝缘监测的重要技术手段，能够可靠地实现对系统绝缘的在线监测及故障回路定位。可以为配电系统的运行起到来良好的保驾作用，同时，整个检测系统进行定期检修维护定期校验，以保障其运行的稳定性与绝缘检测计算的准确性。

[1]邱关源.电路[M].高等教育出版社出版.

[2]施慧,贾秀芳,李明.对现有检测直流系统接地故障几种方法的比较[J].东北电力技术,1999.