浅谈船舶交流电网在线绝缘监测装置研究

时间：2023-04-24

杨翠

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要:针对船舶供电系统电缆的绝缘状态问题，设计了一款电缆绝缘在线监测装置。装置采用低频交流注入法，在IT系统的中心点注入低频的交流信号，通过取样电路和A/D量化检测注入信号在电路中的响应，采用FIR滤波器及DFT算法提取注入信号，计算出系统的绝缘电阻和分布电容。基于MCGS嵌入版组态软件开发出人机交互界面，使测量装置操作更加便捷，更方便地监控IT系统的绝缘状态。实验验证该方法切实可行，装置测量精度高，数据稳定性好，能更好地评估系统的绝缘状态。

关键词：绝缘在线监测；船舶绝缘在线监测系统；

1引言

由于船舶的工作环境十分恶劣，因此船舶电力网络系统很*发生绝缘故障。船舶供电系统一般采用IT系统。IT系统是指中性点不接地或经高电阻接地的低压配电网络。根据IEC等相关标准规定，当IT系统发生**次单相接地故障或绝缘电阻低于规定的整定值时，可继续运行，但应有绝缘监测器发出报警信号。

目前，用于IT系统绝缘检测的方法主要有直流叠加法、单频法、双频法、“S”注入法和零序电流法。几种检测方法中，直流法监测的是整个电网的绝缘情况，无法判断具体的某*路，需在各支路加装互感器后能够进行选线，但是无法测量系统的分布电容大小。双频法需要给电网输入两种不同频率的检测信号，使得整个检测网络变得复杂，较大地降低了设备工作的可靠性；“S”注入法通常用于判断电网电力网络的单相接地故障，无法判断整个电力网络的绝缘问题。单频法原理简单，能同时测量出系统绝缘电阻和分布电容，克服了双频法变频控制装置复杂等弊端。

2在线绝缘监测技术原理

低频交流注入法是在IT供电系统的绝缘变压器的负荷中性点注入一个低频交流信号，通过实时监测IT系统的等效绝缘电阻和分布电容，实现对供电系统整体绝缘状态的监测。

在IT系统绝缘度下降之前，线路绝缘电阻远大于负载电阻，所以注入源的电流对绝缘电阻的影响非常微弱。同时，由于IT供电系统三相呈对称性，隔离变压器低压侧中性点与绝缘变压器的负荷中性点之间不存在电位差，且不接地。因此，低频注入源和负载之间没有形成电路，不考虑在负载上产生电流。

等效电路图如图1所示，其中R0为限流电阻，R，C分别为供电系统三相对地绝缘电阻和分布电容的并联值，对供电系统进行在线监测时，将对电路中的A，B，C三点的电压进行取样，分别为UA，UB，UC。

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等效电路图

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