论述直流体系绝缘监测的根本原理，对不同场合直流体系绝缘监测的运用场景做详细的剖析，提示在不同场景下的运用和保护注意事项。
在传统的电力体系二次回路中，一般选用200V/110V直流电源体系作为供电回路，为了确保二次回路供电的高可靠性，防止因为单端绝缘下降而导致别的一端接地构成直流母线短路的毛病产生；一同也为了防止因为单端绝缘下降和接地后，别的一端对地构成有用的高直流电压而触电，直流电源体系的正负母线对地绝缘监测变得十分重要。
跟着数据中心的爆发式增加和高压直流电源（HVDC）体系在数据中心的广泛运用，从数据中心供电安全和运用保护的安全视点来看，对HVDC电源体系的正负母线绝缘监测也十分必要和重要。
本文企图从绝缘监测的根本原理下手，对常见直流电源体系中运用绝缘监测的场景进行运用剖析，对常见绝缘监测的有关运用误区加以阐明，确保绝缘监测在直流电源体系中的正常正确运用。
在常见的直流电源供电体系中，一般都是沟通电源经过整流器变换为直流电源输出。为了确保直流电源体系的供电安全，防止对地构成参阅电压，一般直流电源体系均会规划为正负母线对地悬浮，这一点有别于沟通电源某些制式下的零线V直流通讯电源体系。
直流电源体系的绝缘监测包含了直流母线的绝缘监测和各个负载支路的绝缘监测，一般来说，在实践运用中，母线监测和支路监测会采纳不同的监测原理，两者结合，组成整个直流电源体系的绝缘监测。
母线的绝缘监测根本原理是丈量母线正负极对地之间的绝缘电阻，而带电体的电阻不宜直接丈量，因此母线对地绝缘电阻常用在正负母线之间投切采样电阻，采样不同投切电阻和绝缘电阻构成不同的对地直流电压，经过丈量不同状况下的正负母线对地电压，直接核算出母线的对地绝缘电阻。
如上图一所示，R 和R-别离是正负母线对地的等效绝缘电阻， 224K与226K电阻别离为正负母线对地的平衡电阻，这两个电阻在正常状况下起到平衡母线对地电压的效果，不至于使得母线因为对地绝缘电阻过大而导致对地电压不稳定。K1～K4投切的几组电阻别离不同状况下使得丈量正负母线电压不同，以便核算出对地的绝缘电阻。
式1，2为一个关于R 和R-的二元方程组，经过求解即可算出R 和R-的值。
在实践运用中，考虑正负母线绝缘电阻等值下降等要素，设置多个投切开关K2,K3,K4等，以便核算在不同工况状况下的母线对地绝缘电阻。
当正负母线的对地绝缘电阻值低于设定的告警阀值的时分，绝缘监测设备给出绝缘下降的告警，一般状况下，告警阀值和母线V直流电源体系，这个告警值一般设置在25Kω左右。
为了精确的判别直流电源体系的绝缘下降的毛病点，一般经过对电源体系的支路输出进行漏电流检测，依据漏电流的巨细来判别绝缘电阻的对应的巨细，给出支路绝缘毛病的告警。支路绝缘监测一般有沟通小信号和直流小信号检测两种办法。
沟通小信号的检测经过对直流母线和地之间馈入一个低频小信号（10HZ左右），然后经过支路互感器监测这个小信号对地的漏电流，然后核算出绝缘电阻的巨细。根本原理如下图二所示：
沟通小信号检测选用沟通讯号检测，为了防止线缆散布电容，母线衔接设备等的对地电容会对丈量成果产生很大的差错，要设置一些杂乱的补偿电路或许在核算中选用杂乱的算法，一同，因为直流母线对地馈入了沟通小信号，使得结构杂乱，现在现已很少运用。
现在通用的支路绝缘检测一般选用直流漏电流传感器进行监测，这得益于霍尔传感器、通用放大器等半导体技能的高速开展。直流漏电流监测根本原理如下：
如上图三所示，正负极性的电缆一同穿过漏电流传感器，在没有绝缘下降的状况下，正负极电缆经过的直流直流电流巨细持平，方向相反，这样在直流互感器上不会产生感应信号；当有一极产生绝缘下降的时分，经过正负极的电流变不会再持平，这时互感器感应出这个电流差的信号，然后与两个30K电阻，K3,K4操控的校对电阻核算的漏电流相比较，超出告警阀值时给出支路的告警。
在实践运用中，为了进步丈量进展，支路互感器除了设定规范的基准电阻以外，还会选用一些基准的漏电流校准技能来进步丈量的进展。直流漏电流检测技能具有结构简略，监测精度相对较高，保护相对便利的特色，在当今电力电源和数据中心HVDC中得到广泛的运用。
通用绝缘监测仪器一般把母线绝缘监测和支路检测组合起来，一同考虑在不同运用场景下，设置比较完好的监测逻辑，运用于直流电源体系中。
一般状况下，母线的绝缘监测一向在线，可以经过母线电压偏移（单端绝缘电阻下降直接反映母线对地电压偏移上）或许母线对地绝缘电阻下降来触发支路检测。一般状况下，支路监测处于待机状况。只要在母线绝缘反常的状况下，才会发动每一个支路的绝缘巡检，找到对应的绝缘毛病支路。
电力操作电源是直流电源体系中运用绝缘监测仪的首要场景，首要在电网的变电站和电厂中均有运用，今年来，在越来越多的用户变电站也有广泛运用。在电力体系中，由直流电源体系到负载设备端一般有比较远的间隔，除了大部分直流输出线路在室内走线，也有一部分在室外走线，特别在电厂运用中，负载多而杂，因此线路的绝缘监测十分重要，一般状况下，电力操作电源体系均需求装备绝缘监测仪设备，以进步电站体系的安全。在一些小型的用户变电站中，因为供电输出支路比较少，一般仅对母线 数据中心高压直流电源的绝缘监测运用
近年来，跟着数据中心建造的爆破式增加，一些新式数据中心选用HVDC直流电源体系来作为服务器的供电体系。为了确保数据中心的运转安全和保护安全，绝大多数数据中心也装备了直流母线的绝缘监测设备。在数据中心运用中，具有输出支路多，悉数在室内运转的特色。一同，因为数据中心的场地面积达，直流电源体系数量巨大，服务器供电相对独立，彼此之间的影响比较小。其时关于一些有直流母线并联的状况下，如两套直流电源并联运转，不宜选用多绝缘主机或许沟通小信号的支路检测的办法，因为母线并联时或许因为母线监测的彼此搅扰，小信号的彼此搅扰而无法正常监测绝缘状况，乃至一再产生误告警。
在移动通讯网中，为了应对恶劣的偏远地区供电环境，会选用高压直流电源的远供技能来给远端的RRU或许直放站供电，因为电缆和光纤一同在野外走线，为了保护人身安全，一般也会给高压直流设备供给绝缘监测，这类场景下，根本只需求对住处直流母线进行绝缘监测即可。
从原理上来看，绝缘监测仪的原理相对比较简略，可是在实践运用和保护进程中，会遇到一些比较让人疑问的当地，例如：
接地是绝缘下降的一种极点状况，也便是绝缘电阻下降到几个欧姆以下是，就直接表现为接地毛病。一般状况下，绝缘下降毛病是一个缓慢产生的进程，而接地一般会是短时间内构成的毛病。在日常保护进程中，有必要对母线绝缘电阻、重要支路的绝缘电阻做一个长时间的监测，经过判别绝缘电阻改变的趋势，来猜测绝缘产生的毛病，根绝绝缘毛病导致的出产和人身安全隐患。也希望绝缘监测的监控体系可以参加相似的智能趋势判别功用，完成绝缘监测的智能化。
实践上，因为线路散布、线路端子对地、母线上衔接的一切设备内部对地的绝缘电阻等会构成对地的绝缘电阻，这些电阻对地均可简化为并联方式，任何一点的绝缘下降均会导致绝缘毛病；因此在实践绝缘毛病产生时，除了支路绝缘毛病报警以外，还需求重视支路监测以外的绝缘端子、衔接到母排上的恣意设备、蓄电池组等，下图五显现了直流体系中常见与绝缘监测相关的设备，用扫除法逐渐排查或许产生绝缘的当地；笔者就从前遇到过母排绝缘端子击穿、蓄电池漏液导致母线绝缘下降而支路无告警的毛病。
一切支路的绝缘电阻并联在一同而构成了正负极对地的等效电阻，这个等效电阻便是母线监测丈量到的母线对地电阻。一般来说，这个等效的对地绝缘电阻要小于每一个支路的对地绝缘电阻。因此在实践运用中，母线的绝缘告警阀值要恰当低于支路的告警阀值，不然简单呈现母线绝缘下降告警，可是支路却无法检测到的状况。主张在选用绝缘监测设备时，应该挑选每个支路绝缘电阻都可以丈量显现的仪器，便利毛病的判别。
在绝缘监测的实践保护进程中，保护人员会经过丈量正负母线对地的电压来判别母线绝缘是否反常，这是一个简易的办法，可是也有必定的局限性。首要，假如母线存在平衡电阻的状况下，除了可以显着扫除正负母线等值绝缘下降，这种办法根本可行，可是不能丈量到详细的母线绝缘值降到多少；其次，在没有平衡电阻的状况下，用丈量内阻高的电压表（如数字万用表等）来丈量这个母线对地的悬浮电压，会有比较大的丈量差错，丈量值根本没有任何参阅含义。
在实践的绝缘监测仪中，为了应对各种不同的工况，进步丈量精度，如图一原理中所示，会选用多种不同阻值的电阻进行对地的切换，以确保丈量的正确的精度，这样就会带了一个影响，在正负母线不同电阻切换时，会构成正负母线对地电压的动摇，影响到设备的正常运转。实践上这种忧虑是不必要的：首要，任何负载设备在规划时，不会因为正负母线对地电压的动摇而遭到供电的影响，因为负载设备只是承受正负母线之间的电压，而这个电压根本是保持不变的；其次，因为投切电阻的阻值在几十到几百KΩ，尽管电压有动摇，可是不会使得电流有很大的偏移，因此一般不会对负载设备构成严重影响。
总而言之，在直流电源体系中，假如正负极性不接地的状况下，正负母线对地的绝缘监测是体系安全运转的必要设备。规划者和保护人员深刻理解不同运用场景下的不同工况，关于直流电源体系的设备安全和保护人员的人身安全有重要的含义。
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