、裝置簡介

       直流系統接地是一種易發生且對電力系統危害較大的故障。直流系統正極接地，可能造成繼電保護誤動，因為跳閘線圈接直流電源負極，系統再有一點接地或絕緣不良，可能引起保護誤動；直流系統負極接地，系統再有一點接地或絕緣不良，可將跳閘回路或合閘回路短路，造成保護拒動，此時系統發生故障，保護的拒動必然導致系統事故擴大，同時還可能燒壞繼電器的觸點或燒保險。

我公司自主設計制造的HDFE01便攜式直流接地故障查找儀，能夠適用于任何電壓等級的直流系統，配備了高精度的檢測鉗表，通過對多種信號的高效處理大大提高了檢測范圍與抗干擾能力；采用了計算方法和模糊控制理論，將被檢測支路的絕緣程度以絕緣指數及波形的形式表示出來，充分體現了人工智能的*性；對于接地點位置的斷定，它們更是擁有準確的判斷力，每次檢測都能夠指出接地點位置相對檢測點的方向，從而快速、準確地實現環路接地檢測。除此之外，用戶可以根據自身系統需要在絕緣告警門限值范圍內訂制合適的絕緣告警門限值的設備，用戶只需要將鉗表上的檔位與檢測器上的量程對應起來就能實現直流接地的檢測或者是絕緣程度的分析。

HDFE01便攜式直流接地故障查找儀不僅重點解決了直流系統間接接地、非金屬接地、環路接地、正負同時接地、正負平衡接地、多點接地等疑難故障的準確檢測，并且還能準確的顯示系統電壓、對地電壓、接地阻值，真正解決了運行及檢修人員的后顧之憂。

本裝置以系統安全為首要前提，按行業標準的高要求，以可靠的低頻信號方式進行檢測，并在現場進行了大量的實際應用，對系統無任何影響。

二、裝置構成及原理

2. 1 裝置的構成

該裝置由信號發生器、故障檢測器和信號采集器（鉗表）三部分組成，信號發生器與直流系統正負母線和地相連，當直流系統出現接地故障后，它會 自動產生一個低頻小信號，故障檢測器與鉗表獨立于信號發生器，故障檢測器與鉗表之間使用連接線相連，通過對待檢測支路漏電流信號的采集、分析，從而判斷出該支路的絕緣情況。       

2.2 裝置的工作原理

定位裝置的工作原理是：當直流系統發生接地故障或絕緣降低(整個直流系統絕緣電阻小于報警整定值)，直流系統電壓監測裝置發出警報時，將信號發生器接入直流系統的正、負母線和地之間。信號發生器自動判斷直流系統電壓等級，自動判斷接地故障的極性、接地程度，自動分析絕緣監測平衡電橋回路接線方式和平衡電橋電阻大小，形成信號輸出的智能反饋，向直流正負母線和地間，發射適宜系統檢測，對系統無影響的低頻信號，并實時顯示系統電壓、正對地電壓、負對地電壓和系統對地絕緣總阻抗。

故障檢測器檢測各回路對地絕緣的直流信號漏電流，并模擬顯示接地回路絕緣狀態，判斷出接地故障回路（支路），并繼續沿故障回路（支路）檢測出接地故障，將故障點準確定位。

信號發生器、故障檢測器均采用微計算機技術，具有集成程度高，判斷速度快，檢測靈敏度高、抗干擾能力強、故障定位準確等特點。在軟件處理上利用了模糊控制理論和通信的噪聲理論，并依據直流系統的特點優化了算法，即使系統有大分布電容的干擾、電磁脈沖干擾和其它噪聲干擾的影響，也能準確地判斷出接地故障點，為接地故障的查找提供了有力的保障。在硬件的檢測傳感器，直流信號檢測靈敏度高達0. 1mA，可檢測150K-500K接地的檢測靈敏度，使多點接地、環路接地、絕緣普遍降低等難以解決的問題迎刃而解。

 三．裝置主要特點

1.高精度采樣鉗表

該裝置采用了高分辨率（0. 1mA）信號采樣直流鉗表，能夠實現對多點接地，高阻接地點的定位；

2. 接地點方向顯示

該裝置具有接地點方向顯示，可以高效快速的處理復雜支路或環路中接地點的定位；

3. 具有絕緣指數顯示功能

絕緣指數是為分析待測支路絕緣程度而引入說法，以0—100的數字形式來反映被測支路的絕緣程度，數字越大表示絕緣越差，該指數結合高精度鉗表非常有利于多點接地與高阻接地的檢測。

4. 具有波形顯示功能

所謂波形顯示，即在檢測過程中檢測器所搜索到的信號發生器的波形,其在查找接地過程中有非常重要的作用，合理利用檢測器中的波形顯示，可以大幅度的提升設備的檢測范圍與檢測精度以判斷的準確度。

 5. 操作簡單，使用方便、快速

使用時只需將鉗表鉗住待測支路，按一下工作按鍵，3—6S即可完成一條支路的檢測。

6. 信號發生器與檢測器不受距離限制

在復雜的直流系統中，信號發生器接入點可能與接地查找點有著很長的一段距離，不過檢測器并不受此距離的限制，可以在同一個系統中的任何一點進行查找。

7. 運行安全、可靠

信號發生器是需要接入直流系統之中的，這就對設備的安全性與根據直流系統現場的實際情況，信號發生器可智能式產生1.0—5.0mA 的信號電流，且大功率小于0.2W，適用于各類直流系統，對直流系統的安全運行、可靠運行提供了保障。

 四.裝置主要技術指標

1. 可檢測接地電阻范圍　

系統電壓為220V時：　0 -500KΩ

系統電壓為110V時：　0 -250KΩ

系統電壓為48V時：　 0 -50KΩ

系統電壓為24V時：　 0 -10KΩ

3. 檢測信號功率 ≤ 0.2W(信號發生器輸出功率)

4. 抗對地分布電容值：

對地電容單支路≤8uF，系統對地總電容≤100uF；

5. 適用直流系統電壓：

220V±10%，110V±10%，48V±10%，24V±10%，或用戶提出其它電壓等級；

 6. 環境溫度：-35℃～+55℃；

7. 相對濕度：≤95%      

8. 總質量：   2.8kg  

9. 外形尺寸（鋁合金包裝箱）：460x240x120（mm）

武漢華頂電力設備有限公司編制

發電機部件造成一定的危害。結合現場測量數據對軸電壓的性質作了分析，列舉出對發電機造成損壞的各種情形。在其檢測手段上，分別對軸絕緣檢測法和軸電流測量法的原理進行了分析，對三峽電站的應用效果作了評估，比較了兩種方HDFE01便攜式直流接地故障查找儀開關電器用，法的特點優劣，提出了應用注意事項和優化手段。

軸電壓的性質與軸絕緣系的必要性由于定、轉子之間的氣隙不均勻以及定子鐵芯的局部磁阻較大、磁路不對稱等原因，導致發電機的定子磁場存在不平衡，這會使得水輪發電機的轉子上產生與軸相交的交變磁通和軸向的感應電勢，即軸電壓HDFE01便攜式直流接地故障查找儀開關電器用，[1]。對于水輪發電機，由于機組轉速不高，且通過設計制造和安裝單位對機組安裝質量的控制，機組正常運行時該感應電勢對地不會太高，發電機上端軸軸電壓一般不超過10 V，三峽電站機組的軸電壓也大致處于這一水平。為某型水輪發電機的軸電壓現場實錄波形，該型機因定子磁路設計上的問題，軸電壓偏高，峰值甚至達數十伏。電壓諧波特征明顯，但起主要作用的是基波與三次諧波[2]。以三峽某機型為例，通過FFT 分析，(如圖2)當機端壓為額定時，三次諧波占整個電壓比例的一半以上。清華大學與福建省電力系統研究和生產單位合作，也獲取了有價值的軸電壓頻譜數據[3]，結論與三峽機型的特征是吻合的。盡管軸電勢有效值不大，但在發電機內部各種交變的脈沖磁場的作用下，其峰值可能很高。對水輪發電機而言，由于轉子大軸電阻很小，且一般軸承與大軸間只有不到1 mm 的油膜間隙，如軸領與大軸間絕緣破壞，軸電壓將沿軸承和底板形成閉合回路產生軸電流。視瓦面油膜破壞情況，輕則使潤滑油劣化進一步惡化軸瓦的運行環境，軸承震動增大，重則對軸瓦放電甚至擊穿，對軸瓦造成電氣侵蝕，灼傷瓦面和鏡板。除了對瓦面和鏡板造成潛在損壞外，如果軸電流足夠大，還會磁化大軸。已知發生過的故障軸電流系大值可達數百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽輪發電機發生軸承油膜被軸電壓擊穿而受破壞，導致較大軸電流。經過近4個月的檢修再次起動并列時，由于軸向剩磁太大，轉軸成為單極直流發電機，感應電動勢產生的軸電流很快使軸瓦冒煙，被迫再次停機進行嚴格退磁，才使剩磁降低。正常的軸電壓對設備本身并不產生直接危害，只有在軸絕緣破壞后才產生后果。因此，軸絕緣的監測的必要性逐漸成為廣泛共識。從某種意義上講，軸瓦的破壞程度取決于軸電流的幅值和作用時間;從運行角度來講，運行人員需要隨時或提前知道軸電流的變化或軸承絕緣的損壞程度。根據這兩種取向，一次設備制造廠家就提出各種對軸絕緣進行監測的方法。

 軸絕緣監測方法為了防止軸電流對潤滑油和軸瓦的損害，三峽電站機組主要采用兩種防范手段。一是從結構上入手，在轉子下端對大軸碳刷接地，在上端軸與上端軸領間加酚醛玻璃板絕緣，以防止軸電流形成回路，同時限制大軸對地電位;二是采用軸絕緣監測手段對軸絕緣進行監測，以保證在軸電流達到軸瓦的破壞電流值以前，通知運行人員，采取必要的措施。峽機組的生產廠家分別采用了兩類不同的軸絕緣監測方案。一類監測方案是加裝軸CT，通過監測軸電流系上端軸絕緣情況;另一類監測方案是采用兩塊SINEAX V604 通用可編程變送器利用姆歐法對上端軸軸領、軸領與大軸間的銅箔及大軸間的絕緣進行分段系，可參見圖4。

2.1 軸CT 電流測量法通過軸CT 對通過大軸的交流電流的大小進行監測的方法是國內機組制造廠商普遍采用的種方法。軸電流監測裝置能夠通過軸CT 將發電機大軸上產生的軸電流檢測出來，并根據不同的軸電流值發出相應的信號，從而有效地防止軸電流的破壞，保護軸承及軸領。同時，軸電流保護裝置還可將測量值轉換為電流或電壓