一种二次回路绝缘检测独立式装置的应用
吕义科 李杏宇
摘 要：文章分析了目前变电站二次回路绝缘检测现状，指出绝缘检测的安全措施及注意事项，最终结合变电站日常停电定检工作，针对定检时查找绝缘故障点效率低的问题，提出了一种二次回路绝缘检测独立式装置，并阐述了其特点及应用前景，为同行解决绝缘低问题提供参考。
关键词：定检;绝缘检测;二次回路
变电站中的二次回路主要包含电流电压回路、信号回路以及控制回路等，是确保二次设备可靠测量、控制、保护一次设备的重要部分。现场运行经验表明，二次回路绝缘问题是变电站出现最多的问题之一，当二次回路绝缘降低或直接接地时，极大概率造成保护误动或拒动[1]。因此，对二次回路绝缘检测尤为重要。
1 变电站二次回路绝缘检测现状
目前，变电站中多采用直流系统监测仪监测直流系统绝缘值以期解决二次回路绝缘问题，其主要原理是外加一对平衡桥，通过监测并分析平衡桥电阻的电压波动情况，实现绝缘低报警[2]，并通过切换平衡桥和不平衡桥计算系统对地电阻[3]，具体方法是通过改变K1和K2的分合得到两个方程，进而可以求解出系统对地正电阻和对地负电阻。直流系统监测仪虽然为变电站直流系统绝缘监测提供便利，但存在以下问题：
（1）当出现线路甲线正直流母线端绝缘和线路乙线负直流母线端绝缘同时降低时，无法判断哪条线路为正接地哪条为负接地，也无法具体定位二次回路故障点。
（2）定检工作测量绝缘项目时，不论在什么环境如天气潮湿等，在绝缘低于0.5M下必须处理，而直流绝缘监测装置在0.1M左右只能显示系统绝缘低，无法选线，220V、110V直流系统分别小于25K、15K时才能选线。
综上，直流系统监测仪无法满足日常要求，结合变电站日常定检工作检测二次回路的绝缘性仍尤为重要。目前常首先采用摇表法检测大类二次回路绝缘，然后逐一拆线，最终定位具体故障点。该方法不仅耗时耗力，而且存在拆错线、误恢复、漏恢复等风险。
本文设计了一种基于信号发生模块、故障检测模块和高精度钳表的二次回路绝缘检测独立式装置，该装置适用于线路定检时二次回路与变电站直流系统隔离时灵敏检测二次回路绝缘情况，又能快速定位故障点。大大提高了定检消除绝缘缺陷的工作效率和质量，降低了因二次回路绝缘问题导致的保护拒动或误动的风险。
2 绝缘检测安全措施及注意事项
定检时，对变电站中的电流电压回路、信号回路及控制回路等进行绝缘检测是非常重要的一部分。为了确保人身及设备安全，在定检前做好安全措施尤为关键。以220kV线路保护定检为例，作业前应逐一密封工作票中列明退出的涉及运行设备的压板、交流电压空开、直流电源空开。作业中应密封启动失灵回路并拔出收发信光纤，打开相应电流电压联片。安全措施的重点是保证装置与外界隔离，试验不影响运行设备，要求有明显断开点。
值得注意的是，定检时在进行绝缘检测前，由于要向二次回路加电压，必须使用电压表确保被检测的二次回路电压为0，此时应注意电压表交直流档位的选择。因此，要求对遥信遥控回路进行绝缘检测时需要断开对应电压空开，以实现被测回路电压为0。在检测电流回路绝缘时需要将接地点断开，测量完成后接回接地点后，应测量电流回路的对地电阻是否为0，以确保接地点可靠接地。另外，每条二次回路测量绝缘完成后需将被测回路进行放电。
在使用二次回路绝缘检测独立式装置时，其安全措施和注意事项与常规绝缘表定检装置一致。需要注意在给二次回路加压时，应告知现场人员勿接触被加压二次回路及装置。检测装置和操作人员也应位于绝缘垫上，电压加量值也不应损坏设备。
3 二次回路绝缘检测独立式装置在定检中的实践
二次回路绝缘检测独立式装置基于信号发生模块、故障检测模块和高精度钳表，信号发生模块可以在定检中向二次回路提供可控电压及低频信号。高精度钳表用于检测电缆电流大小及走向，将信息通过有线传输到故障检测器，并通过无线将故障检测器收到的信号发送至信号发生器。信号发生器对检测到的电流进行分析调节输出的低频信号，并将反馈的信息送到故障检测模块，通过波形及箭头指示逐渐缩小故障范围，最终定位绝缘故障点。为了确保其不仅可以识别直接接地情况，还可以判断绝缘降低情况，要求电流钳表需要具有较高精度。二次回路绝缘检测独立式装置工作原理如图1所示。
装置具体使用方法如下：定检绝缘检测时，首先打开信号发生器检查其电池电量，电量充足则可以开始工作，否则需要更换电池。在确保直流空开断开二次回路不带电的情况下，按照工作原理图完成接线，信号发生器一端接地一端接直流系统正母线或负母线，其输出可调直流电压初步检测回路整体绝缘。若发现存在绝缘问题时，则使用钳表对待测电缆电流进行检测。为了提高工作效率，可以先将一捆待测电缆一起检测，再分半检测。如若钳表内电缆有故障电缆，则故障检测器显示故障电阻及波形，如果钳表内无故障电缆，则故障检测器显示无故障。通过排除法，可在众多电缆中筛选出故障电缆。筛选出故障电缆后，对故障点进行准确定位是难中之难。对此，以钳表电流箭头方向为参考方向，当接点地在钳表箭头方向的同侧时，检测器在检测后显示的接地方向為“↑”向上方向，此时将沿着钳表箭头方向查找。反之若在检测后显示的接地方向为“↓”向下方向，如图2所示，表示接点地在钳表箭头方向的反侧，此时将沿着钳表箭头反方向进行查找。
本装置采用低频注入原理，需要注意低频注入时所需的频率及电压大小。本装置采用闭环调节，即信号发生器和故障检测器之间通过无线形成闭环，信号发生器根据采集到的电流值调节输出的电压的频率和大小，并通过模糊控制算法，对检测到的电流进行分析得到故障点位置，本文主要侧重于分析二次回路绝缘检测独立式装置在现场的注意事项和具体使用方法，不对其检测原理进行具体讲解。
4 二次回路绝缘检测独立式装置的特点与应用前景
该新型二次回路绝缘检测独立式装置是一种创新性装置。既能灵敏检测二次回路绝缘情况，又能快速定位故障点，通过算法实现在绝缘降低较轻微或绝缘故障较复杂时仍然可以及时快速准确判断故障点，大大提高消除绝缘缺陷的工作效率和质量，降低因二次回路绝缘问题导致的保护拒动或误动的风险。其具有使用范围广、展示性好、使用风险低、便捷携带等特点。这主要表现为：（1）该装置为独立式装置，不依赖于原有检测系统，适合不同二次回路（交直流回路）绝缘检测，检测精度高;（2）将被检测支路的绝缘程度以绝缘和波形的形式表示出来。直观感受对地电阻和故障接地点位置，工作人員可以清晰地知道故障点的查找方向，减少工作人员判断故障点位置的时间，其强大的展示性能提高了工作人员的工作效率;（3）检测时只需用钳表钳住被测线缆，无须拆线，减少拆错线、误恢复、漏恢复等风险，避免因消缺绝缘缺陷而引进新的缺陷;（4）信号发生器固定给二次回路提供信号，故障检测器和信号发生器分离，工作人员方便携带钳表和故障检测器沿着电缆查找故障点。设备小巧，便于携带，使用方便。
目前变电站内绝缘检测装置均无法快速准确定位故障点的装置，然而，绝缘检测因其重要性不可或缺，始终贯穿变电站的日常维护与消缺，其工作量巨大。变电站常用的直流系统监测仪不适用于定检工作绝缘检测，也同样不具备定位具体故障点的功能，在日常绝缘快速消缺中发挥的作用很少。定检中使用摇表检测二次回路绝缘亦具有局限性。分析显示，该新型二次回路绝缘检测独立式装置由于其高效性和实用性具有较宽广的应用前景。
5 结语
现场运行经验表明，二次回路绝缘问题是变电站出现最多的问题之一，严重威胁变电站的安全可靠运行。在消除绝缘缺陷时，由于目前缺少快速准确定位绝缘故障点设备，常通过逐一接线的方法确定故障点，存在解错线、接错线风险。该新型二次回路绝缘检测独立式装置有利于提高消除绝缘缺陷效率，减低消缺引入的风险，值得推广应用。
参考文献：
[1]李立伟，陈伟斌，马平.新型直流系统绝缘监测装置及其实现[J].高电压技术，2008（11）：23222326.
[2]南寅，王雪楠，樊树根，等.能够防止一点接地导致继电保护误动的安全型直流绝缘监测系统[J].电力系统保护与控制，2014（07）：134139.
[3]涂进，廖勇熙，艾程柳，等.一种新型直流绝缘监测方法[J].自动化技术与应用，2016（10）：141144.
作者简介：吕义科（1966— ），男，广东江门人，中专，助理工程师，从事电力系统继电保护方面的工作。
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