当前位置：上海安科瑞新能源有限公司电气安全工业用绝缘监测装置AIM船舶绝缘监测装置交直流不接地系统

　　随着工业科技的发展，漏电流对工业生产安全构成了很大的威胁。为了更好的提高供电的连续性和可靠性，许多重要生产场所采用了不接地供电系统。安科瑞AIM-T系列工业用绝缘监测仪主要使用在于工业领域如矿井、玻璃厂、电炉和试验设备、冶金厂、化工厂、爆炸危险场所、计算机中心及应急电源等的交流不接地系统中，用来实时监测系统对地的绝缘状况，当系统出现接地故障时，及时报警，提醒有关人员排查故障，产品的设计严格依照国家标准和规

　　摘要：交流电网和电气设备的绝缘状况直接影响舰船电力系统安*全，其绝缘电阻的下降是一个不可避免的过程，成为了电网安*全的严重隐患。电气设备在允许电压下不导电的材料的劣化过程是不可逆的，对舰船交流电网进行绝缘在线监测及快速定位绝缘故障支路，对保障舰船电力系统的安*全及航行安*全具备极其重大意义。

　　舰船交流电网是船舶的大动脉，直接影响舰船的生命力及执行力。舰船环境条件较为恶劣，电网的绝缘易受损害，给舰船电气设备的正常运行带来隐患。如果舰船电网绝缘缺乏有效的监测手段，绝缘状况将会持续恶化，造成供电系统故障或控制功能紊乱，尤其是在进出港或航行于危险航道时，酿成安*全事故。因此，建立有效的舰船交流电网绝缘监测系统，及时消除安*全隐患，对保障舰船安*全尤为重要。

　　舰船交流电网绝缘缺*陷可分为两种：一种是分布性缺*陷；另一种是集中性缺*陷。一般而言，分布性缺*陷的产生基本是因为过热、受潮、动力负荷以及长时间过电压的工作环境而造成机电设施整体绝缘性能直线下降。这种缺*陷产生过程缓慢，但却具有普遍性；集中性缺*陷主要是指绝缘缺*陷集中于某一个或某几个部分或区域，如区域局部受潮、设备局部机械损伤等，这种缺*陷发展快，因而危险性大。

　　舰船及其设备正常运行环境恶劣，长时间运行于高盐、高温、高湿和油雾的海洋环境中，在这样的环境条件下霉菌容易大量繁殖，造成在允许电压下不导电的材料性能变差，甚至会使绝缘失效；在允许电压下不导电的材料表面对潮气的吸附，引起绝缘材料表面积聚粉尘、水蒸汽，在水和电场的作用下产生放电，破坏绝缘材料表面；而空气中的水分、氧气、化学尘埃和阳光辐射，会加速电气设备绝缘材料表面老化。

　　舰船电气设备所处的工作环境普遍较差，机舱安装设备众多，正常航行时机舱温度高达

　　℃~50℃甚至更高，加上内部工作舱室通风不畅，在这样的环境下电气设备绝缘性能直线下降尤为严重；另一方面，舰船在大风浪中航行时，船体持续地摇摆、倾斜，甚至遭受海浪的猛烈冲击，船内设备也随之遭遇不同程度的震动。舰船内的主机、辅机和其他各种机械设备在正常运行中也不可避免地会产生不同程度的震动，因此导致机电设施及船上各种电缆都受到持续的冲击、震动，因而产生各种弯曲、拉伸、扭转、摩擦等物理形变，使在允许电压下不导电的材料遭到不断磨损和破坏。2.2

　　电气设备主要由绝缘材料以及各种导电、导磁材料构成，其中绝缘材料大部分为有机材料，通过氧化聚合、分解、挥发等一系列的化学反应而制成。在这样的一个过程中，在允许电压下不导电的材料变脆、介质损耗增加、吸潮性变大、电导变大，从而引起绝缘材料电气性能产生不可逆的转化。电气设备的绝缘性能受自身条件和外因影响，总体呈现不断下降、劣化的趋势。

　　在电气设备制造、长途运输及装卸、运行等过程中，电气设备的绝缘性能不可避免地会产生各种缺*陷。在正常工作中，电气设备在允许电压下不导电的材料受电磁场作用，绝缘性能直线下降：材料的电荷分布不均匀，电容率变大，绝缘性能变差；绝缘材料在直流电场下产生漏电流，电导率变大；电荷在电场中产生运动，不论是前后、左右的移动还是转向，均需从电场中吸收能量，使自身的热振动加剧，引起发热而加速绝缘老化。因此，电气设备的正常工作过程也是一个自身绝缘性能不断下降的过程，当绝缘性能直线下降到某一临界点时，如果绝缘材料的局部电导飞速增加，就非常有可能在薄弱的一点或几点发生击穿，致使电气设备失去绝缘特性。

　　舰船电网的安*全运行是舰船安*全航行的基础。在舰船航行过程中，船舶设备处于长期工作状态，由于温度、湿度、电压和频率一直在变化而引起的发热、损耗，以及机械振动等因素都直接影响着绝缘电阻的高低，绝缘电阻随温度、湿度的升高而下降。绝缘性能的不断降低，严重威胁着舰船的航行安*全，因此绝缘监测设备已成为舰船不能少的设备。

　　所示。一般的情况下，将一个稳定的直流电压加入交流电网某相与地之间，测量直流电压产生的直流电流值，再根据下式即可以计算出交流电网对地的绝缘电阻值：

　　所示的绝缘电阻测量基本原理，可相应地作出一个在线进行绝缘监测的技术方案，进而制造出绝缘监测仪。绝缘监测仪从电网取得交流电源，经过整流、滤波、稳压得到一个稳定的直流电压，再将此电压加入到相、地之间，就可以实现测量该交流电网的对地绝缘电阻；如果测得的绝缘电阻达到预先设定的某个数值时，监测仪马上发出报警信号至报警装置，驱动报警电路进行声光报警，以此来实现电网绝缘监测报警的功能。根据绝缘电阻测量基本原理制造的绝缘监测装置，成本低、简单实用，同时还满足了船级社关于舰船电网绝缘监测方面的有关要求，因此得到了广泛的应用。但该型绝缘监测仪只是监测了整个电网的绝缘状态，当整船电力网络出现绝缘值低于设定值时，绝缘监测即可实时发出绝缘报警，但却无法准确判断绝缘故障的具置，这将会极度影响舰船的正常航行。

　　绝缘监测仪在发出声光报警后，为保障舰船的安*全航行，需要查找出故障位置并排除一些故障。当电网某一支路因出现绝缘低而引发绝缘报警时，切断支路电源，绝缘报警就会自行消除。因此目前应用比较广泛的绝缘故障查找与定位方法是支路断电法。

　　支路断电法是从配电板开始，依次断开主配电板的各个开关，首先排查从主配电板引出的各支路，确认无误后再循着该支路依次断开各个分电箱的电源，定位具体故障的分电箱，再从故障分电箱定位具体的故障线路及设备。由于支路断电法工作繁琐，而且在检查过程中甚至会影响到主辅机的正常运行，因此研究一种更为高*效的故障支路查找及定位方法势在必行。

　　现代船舶向着大型化发展，舰船电网越来越复杂、支路慢慢的变多，在航行过程中出现绝缘故障时主要设备又不允许停电检查，因此研究绝缘故障支路自动定位方法尤为重要。

　　定位绝缘故障支路时，综合使用双频法与漏电流幅相比较法的混合测量方法较为有效：在检测到电力网络绝缘低于预设置值时，启动定位程序，优先启用漏电流幅相比较法，检查是不是存在支路单相绝缘降低的故障；当使用漏电流幅相比较法没检验测试到故障支路时，则有可能出现两相或三相绝缘同时降低的故障，在此情况下采用双频法进行故障支路检测。因此，采用混合测量法可实现故障支路的准确定位。

　　现代舰船三相交流电力系统基本采用中性点不接地的方式，电力网络在实际运行过程中，电气设备单相对地绝缘故障是为常见的电力网络故障。随着舰船电站容量的不断变大和用电设备的增多，设备接地电容和网络分布电容随之变大，因此当某个负载支路发生单相对地绝缘故障时，同处一个供电区域的其它各负载支路都会产生一定的对地泄漏电流，利用负载支路发生单相对地绝缘故障时各支路漏电流的幅相特性，即可进行故障支路的定位。

　　所示。图中供电网络由n条支路构成，图中rka、rkb、rkc分别表示各负载支路A、B、C各相对地绝缘电阻值；cka、ckb、ckc分别表示各负载支路A、B、C各相对地分布电容和设备接地电容的总和。

　　可知：当rka=0时，即可判断发生单相接地故障，故有IkK3jwcUj。在假设其它各负载支路绝缘正常的情况下，该支路漏电流的异常主要由该支路对地电容变化引起。考虑第m(1≤m≤n,m≠k)条支路，该支路对应传感器输出电流为：

　　，由此判断故障支路漏电流与正常支路漏电流值明显不一致；再结合前文计算，可知二者的相位相差180°，即二者漏电流方向相反，因此采用幅相比较法能够准确地定位单相故障支路。3.3.3

　　当电力系统负载支路发生两相或三相绝缘同时降低时，幅相比较法就无法准确定位故障支路，这时可考虑采用双频法进行故障支路定位，其工作原理如图

　　所示原理图，在舰船交流电网中分别加入交流信号f1、f2，两个交流信号的频率不相同。设该支路等效绝缘电阻为R，等效分布电容为C，所加两个交流信号的电压为us1、us2，所加两个交流信号产生的支路漏电流为i1、i2。该支路的绝缘电阻，可用下式表示；

　　运用傅立叶方法，即可计算出注入信号的电压及流经电力系统各负载支路的电流，从而准确地计算出电力系统中各负载支路的对地绝缘电阻值，通过电阻值即能较快地断定故障支路，以此来实现故障支路的定位。

　　绝缘监测及其故障定位的功能主要根据其数据采集、计算、逻辑判断的能力，再运行事先确定的程序就可以快速、准确地定位电网故障支路。目前，幅相比较法与双频法理论较为成熟，技术可靠，因此可采用这两种技术设计一种绝缘监测装置，其硬件架构如图

　　板、信号源板、显示板以及各支路传感器等组成。其中：传感器是能检测到微弱电流的敏感器件，置于被检测负载支路的前端；传感器信号处理器，采用具有高精度、低漂移仪器放大器件组成，通过放大、变换传感器输出的信号，计算后即可得到该支路漏电流的实时值。根据舰船实际使用情况，设定绝缘报警值，监测装置在正常运行过程中按照一定的采样周期对各支路进行信号采样；

　　板根据设定的程序，自动计算各供电支路对地绝缘电阻值；当计算得到的电网绝缘电阻低于预设值时，装置驱动声光报警电路发出报警信号，启动故障定位程序，根据幅相比较法或双频法对各支路做准确定位，然后将故障支路的相关信息发送至显示板，以此来实现交流电网的绝缘监测与故障支路定位功能。4

　　IT配电系统中，最重要的包含AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款产品，均适用于纯交流、纯直流以及交直流混合的系统。其中

　　适用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系统，AIM-T500适用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L相比AIM-T500增加了绝缘故障定位功能。4.2

　　绝缘监测仪使用，最重要的包含ASG200测试信号发生器，AIL200-12绝缘故障定位仪，AKH-0.66L系列电流互感器，适用于出线回路较多的IT配电系统。4.3

　　绝缘监测仪使用，最重要的包含ACPD100，ACPD200，适用于交流电压高于690V，直流电压高于800V的IT配电系统。5

　　定位故障支路、提高船员排除电网绝缘故障效率，能够有效地保障舰船电力系统供电安*全。在平时将存储每条支路的绝缘电阻测量值，经过一段时间的数据积累，船员可通过一系列分析得到各支路绝缘状态的变化趋势，并在平常维护保养中对绝缘性能直线下降较快的设备作为重点对象加强维护保养，延缓其下降趋势，在其出现故障之前排除一些故障或进行修换，避免在舰船航行中出现故障，保证航行安*全。

　　］薛宇.船舶电气接地故障的查找及防治[J]．中国水运，2012(4)；［

　　］万炳康.船舶电网绝缘性能对船舶安*全航行的影响[J].江苏船舶，2002(1)；［

　　］安科瑞IT系统绝缘监测故障定位装置及监控系统（中英文）2020.01版

　　【技术支持卫星：CDD-9888】【公从号：安科瑞能效管理解决方案】2.

　　云平台：变电所运维云平台、分布式光伏运维云平台、建筑能耗云平台、企业能源管控平台、远程预付费管控云平台、宿舍预付费管控云平台、充电桩收费运营云平台、智慧消防云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台；3.

　　系统解决方案：变电站综合自动化系统、电力监控系统、配电室综合监控系统、能耗管理系统、电能管理系统、马达保护与监控系统、动环监控及能效分析系统、智能照明监控系统、消防设施电源监控装置、防火门监控系统、余压监控系统、消防应急照明和疏散指示系统；无线测温系统；4.

　　中压测控装置：环网柜综合保护设施、微机保护设施、开关柜综合测控装置、线路保护设施、配电变保护设施、电动机保护设施、备自投保护设施、电容器保护设施、PT检测装置、低压备自投装置、公共测控装置、防孤岛保护设施、电流互感器过电压保护器、温湿度控制器、无源无线测温传感器、CT取电无线测温传感器；5.

　　电力监控与保护：弧光保护设施、电能质量在线监测装置、电气接点在线测温装置（智能湿度巡检仪）、电动机(马达）保护器、低压线路保护器、智能剩余电流继电器、三遥单元；6.

　　电能管理：可编程交流电测仪表、可编程直流电测仪表、多功能全电量电表、高精度网络电力仪表、谐波表、电能质量表、高海拔仪表、逆电流监测电表、电子式电能表、导轨式电能表、面板表嵌入式电表、预付费表、多用户计量箱、物联网仪表、无线多回路计量交流/直流表、无线多回路环保检测模块、正反向直流电能表、无线通讯转换器、智能照明控制装置；7.

　　电能质量治理：有源电力滤波器、中线安防保护器、谐波保护器、静止无功发生器、滤波补偿装置、电力电容补偿装置、集成式谐波抑制电力电容补偿装置、投切开关、功率因数补偿控制器、自愈式低压并联电容器、串联电抗器；8.

　　电气安全：电气火灾监控探测器、剩余电流探测器、电气火灾监控装置、在线监控路灯计量、无线测温显示单元、故障电弧探测器、故障电弧传感器、医用隔离电源绝缘监测装置、医疗机构绝缘报警显示仪、医疗医院用隔离变压器、工业用绝缘监测装置、电气防火限流式保护器；9.

　　新能源：光伏采集装置、电瓶车智能充电桩、汽车充电桩、光伏汇流采集装置；10.

　　数据中心/铁塔基站：数据采集模块、机房数据柜监控装置、多回路电表、母线监控装置、电力监控屏；11.

　　智能网关：通信管理机、无线通信终端（无线通讯转换器）、数据转换模块、串口服务器；12.

　　电量传感器：低压电流互感器、开口式互感器、一次小电流互感器、0.2级电流互感器、低压电动机保护器专用互感器、剩余电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈电流变送器、模拟信号隔离器、有功功率变送器、无功功率变送器、直流电压传感器、浪涌保护器；13.

　　环保监控：油烟在线监测仪、环保数据采集传输装置；a进储能群、电力群、光伏群；找供应商、找客户、找圈子，

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