绝缘监测定位系统应用于IT系统的必要性

摘 要IT不接地系统与大地之间不直接连接，电气装置的外壳通过保护接地线与接地极连接，由于电气装置与电源端没有直接的连接，当系统出现第一次故障时，接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流，故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压（外露导电部分对地电压不超过50V），因此无需切断电源，使电气设备继续运行，并可通过报警装置及检查消除故障，正因为IT不接地系统具备供电稳定性以及低故障电流的特性，IT系统广泛的应用于海上采油平台、煤矿、医疗等行业。IT系统发生第一次故障虽然不影响系统运行，若发生第二次故障时应自动切断电源，当在另一相线或中性线上发生第二次故障时，必须快速切除故障，因为当第二次故障相与第一次故障相为不同相时，会发生严重的短路故障，因此需要在发生第二次故障前找出故障点，所以对于IT系统的绝缘监测及故障查找非常有必要。

【关键词】IT系统 供电稳定性 海上采油平台 绝缘监测及故障查找

1 IT系统在海上采油平台应用

1.1 IT系统优点

1.1.1 供电稳定性

（1）由绝缘故障RF引起的对地漏电流IF只能通过系统对地泄漏电容构成回路；

（2）熔断器或空开不动作；

（3）系统发生单点对地故障时，系统电力供应不会中断；

（4）系统或负载回路不会分断；

（5）绝缘监视设备显示绝阻值下降或输出报警信号。

1.1.2 人身安全性

（1）微弱的漏电流，取决于系统对地泄漏电容；

（2）人体触电的危险性大大降低；

（3）负载接地电阻阻值的大小对人体触电电流的影响小。

1.1.3 低火灾危险性

（1）微弱的故障電流取决于系统对地泄漏电容；

（2）故障电流数值的降低 （mA或?A级）同时降低了火灾隐患；

（3）增加了对人身和设备的保护。

1.2 IT系统限制

1.2.1 成本较高

IT系统的主要缺点是每个子站都需要变压器，导致系统搭建成本较高，但是由于其生产的稳定性及维护效益的提高，系统搭建成本很容易就能收回。

1.2.2 系统需监测及维护

IT系统由于其供电特性，在发现第一次故障时，不会切断供电，在发生第二次故障时容易发生严重的短路事故，所以要求实时监测系统的绝缘情况，并在第二个故障点发生前找出故障点并解决。

海上采油平台由于其特殊的现场环境，石油及天然气均属于易燃物，对于供电安全环境要求非常高，IT系统的低火灾性非常适合海上采油平台，此外采油工艺对于供电的持续性要求非常高，同时IT系统对于人员有更高的安全性保障，鉴于此，目前海上采油平台基本都采用的IT系统。

目前海上平台供电系统400V低压盘基本采用传统的绝缘监测手段，只能够监测当前系统的绝缘情况，并不能反应出具体的故障点，而平台大部分重要电气设备受运行环境工况的影响，倒停非常困难，这也为平台电气人员对接地故障查找带来了非常大的困难，有时甚至使低压盘母线长期处于单相接地故障下运行，给低压母线电力系统运行带来非常大的安全隐患。

此外，随着系统的运行变化及扩容等，系统漏电容会发生变化，传统的绝缘监测手段不能自适应系统分布电容（漏电容）的变化。这样会导致绝缘监视仪表失效或给出错误的绝缘阻值。

为了提升低压母排电力系统的绝缘监测水平，当低压母排发生单相接地故障时能第一时间锁定故障点并方便于现场电气人员及时对接地故障进行排查、解决，我们引进了一套全新的绝缘监测方案-在线绝缘监测定位系统

2 方案特点

2.1 测量更精确

采用更专业的AMP测量法（自适应测量法），能适应不断变化的供电系统分布电容，更准确的测量

2.2 适应范围广

可应用于各种系统，包括交流三相系统、交流单相系统、直流系统和带直流成分的交流系统以及变频驱动系统。

2.3 在线定位

该方案最大的特点，能够在系统运行时直接定位出故障点，相对于传统的断电或倒停设备查找故障相比：

（1）更快捷：从故障报警到故障定位，全程只需要5秒。

（2）更安全：故障定位全程自动完成，无需人员进行带电操作。

（3）更经济：无需对设备依次倒停进行查找，在线定位故障，节约大量的人工成本。

（4） 更稳定：能第一时间找出故障，避免第二故障的发生，也无需对系统或设备进行断电，更利于供电系统稳定。

3 方案原理

3.1 系统组成

如图1。

（1）绝缘监测仪：接入供电系统，实时测量系统绝缘阻值、告警并发送定位电流信号。

（2）绝缘故障定位：监测互感器，判断故障信息并传送故障信息至绝缘监测仪。

（3）电流互感器：监测绝缘监测仪发送的定位电流信号并传输至绝缘故障定位仪。

3.2 系统工作过程

绝缘监视仪连接在系统和地之间，连续不间断地测量并显示不接地系统（IT系统）内的相线和地之间的绝缘阻值。当系统对地的绝缘阻值降至预先设定的报警值时，绝缘监视仪输出报警信号。绝缘监视仪报警以后，触发其内部的PGH绝缘故障测试电流发生装置对地闭合并发送测试电流信号。该测试电流信号经过绝缘故障点、大地、PGH绝缘故障测试电流发生装置，构成一个完整的回路，安装在发生绝缘故障回路中的测量电流互感器监测到该电流信号后，反馈给绝缘故障定位仪，从而定位到故障回路。

4 结语

IT供电系统以其高稳定性、安全性广泛的应用于海上采油平台，正所谓“好马配好鞍”，如何更好的让供电系统更加稳定、安全也是我们一直致力的方向，在线绝缘监测定位系统的快捷、安全、经济、稳定性十分符合海上平台的现场环境、安全管理理念及降本增效的目标发展目标。

参考文献

[1]刘介才.工厂供电第六版[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]余建明.供电技术第四版[M].北京：机械工业出版社，2008.

作者简介

桂峰（1982-），江西省鹰潭市人。大学本科学历。中级职称。

作者单位

中海石油（中国）有限公司湛江分公司 广东省湛江市 524057endprint