42第五章微机绝缘监测仪直流系统接地监测作为系统正常运行的保证，日益受到厂家及用户的重视。
各类接地监测装置也层出不穷。
本章节主要讲述了传统接地监测原理及我公司开发的WJY3000A 系列微机型绝缘监测仪、继电器型绝缘监测仪和便携式绝缘监测装置的工作原理及特性，供大家参考、使用。
1 传统绝缘监测仪检测原理1.1工作原理绝缘监测仪主机检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。
当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。
传统绝缘监测仪工作原理框图见图5-1。
图5-1：传统绝缘监测仪原理图1.2 母线检测原理1.2.1 平衡电桥检测法平衡电桥法在绝缘监测仪主机内部设置2个阻值相同的对地分压电阻R1、R2，通过它们测得母线对地电压V1、V2。
平衡电桥检测原理框图见图5-2。
43图5-2：平衡电桥检测原理图当Rx = Ry=∞时，系统无接地。
此时，V1=V2＝110V 。
当系统单端接地时，得以下方程（1）：通过此方程式可求得单端接地电阻Rx 或Ry 。
当系统出现双端接地时，得以下方程（2）：此时，不能直接求解，处理方法是将Rx 、Ry 中较大的一个视为无穷大，按单端接地的情况求解，所求得的接地电阻值大于实际值。
Rx 、 Ry 的实际值越接近，则测量误差越大，达到R x = R y 时，测量误差∞。
1.2.2 不平衡电桥检测法不平衡电桥检测是由主机内部两个阻值相等的对地电阻通过电子开关K1、K2按照一定的开合顺序接地。
不平衡电桥检测原理见图5-3。
图5-3：不平衡电桥检测原理图44在一个检测周期内，K1闭合K2断开，测得V1、V2，得方程（3）然后K1断开K2闭合，经一定延时后再次测量V1、V2，得方程（4）解联立方程（3）、（4）就可直接求得正负母线接地电阻Rx 、Ry 。
1.2.3 两种检测方法性能比较平衡电桥和不平衡电桥由于本身电路的限制，都有各自的优点及缺点，其比较见表5-1。
表5-1 平衡电桥和不平衡电桥检测对比表法；对于大型电厂直流系统，由于馈出回路接线复杂、分布电容较大，宜采用平衡电桥检测方式。
1.3 支路检测原理1.3.1 交流法较早的绝缘监测仪对于支路电阻检测基本上都采用了小信号注入法，即当母线检测接地异常时，将一个约5～10V ，10～20Hz 的低频信号注入母线，交流CT 通过锁相技术等方式便可检测到不平衡电流即漏电流，然后再通过数据线将检测信号送至主机做响应处理。
图5-4为交流法支路检测原理图。
45图5-4：交流法支路检测原理图该方式CT 结构简单、成本较低。
但由于向直流母线注入交流信号，容易引起设备误动或干扰设备，检测精度受接地电容影响，不能识别母线接地极性，已经逐渐被淘汰。
1.3.2 直流法采用直流有源CT ，不需注入交流信号。
当出现接地时，直流CT 将直流漏电流变换为0~5V或4~20mA的电信号。
该方式的优点是无需向母线注入交流信号，受接地电容的影响小，能识别接地母线的极性，能测量双端接地。
缺点是成本高于交流CT ，环境温度和工作电压的波动影响测量精度。
2 奥特迅公司绝缘监测仪介绍2.1 概述奥特迅公司根据多年直流成套专业供应商的经验，依托强大的研发力量，集合国内外先进的检测技术，推了WJY3000A 型新一代智能微机绝缘监测仪。
该装置采用直流原理，智能数字有源CT ，从结构及原理上有了新的突破，投放市场以来得到了广大用户的认可，运行已达3000多套。
同时，奥特迅公司为了适应不同用户的要求，还开发了JYJ-A 型绝缘监测继电器及BXJY -A 型便携式绝缘监测仪，下面将一一为大家介绍。
2.2 WJY3000A型微机绝缘监测仪原理主机在线检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。
当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。
支路漏电流检测采用直流有源CT ，不需向母线注入信号。
每个CT 内含CPU ，被检信号直接在CT 内部转换为数字信号，由CPU 通过串行口上传至绝缘监测仪主机。
支路检测精度高、抗干扰能力强。
采用智能型CT ，所有支路的漏电流检测同时进行，支路巡检速度高。
46 WJY3000A 型微机绝缘监测仪原理框图见图5-5：图5-5：WJY3000A 原理框图本套装置的母线电压检测采用独立的、高精度、高抗干扰能力的双积分型A/D 转换器，检测速度快。
由于采用智能数字式CT ，所有CT 通过一根五芯通信线与主机相连，改变了以往CT 到主机接线复杂的缺点，抗干扰能力也得到了增强。
CT 自行计算数据，避免了传统接地仪由CT 采集漏电流量，由主机进行多次计算的方式，故检测速度也得到了极大的提升，每个CT 的检测时间仅0.2ms 。
WJY3000A 型微机绝缘监测仪与传统的绝缘检测仪对比见表5-2。
表5-2 WJY3000A 型绝缘监测仪与传统的绝缘检测仪对比表2.3 智能CTWJY3000A 型绝缘监测仪所配CT 较本章1.3所讲述的两种方式已有了较明显的变化，其内置CPU ，漏电流在CT 内直接转换为数字量，数字滤波采用256次的平均值，测量精度高，抗干扰能力强。
CT 自身保存校准值，CT 测量精度与主机性能无关。
由于检测的是波形相对变化量，所以电源的波动不影响检测精度。
CT 与主机通过一根5芯电缆连接，所有CT 并联在一起。
CT 的TXD 接主机的RXD ，CT 的TXD 要接主机的TXD ，其他V+、V －、GND 则同名相连。
详细接线图见图5-6。
图5-6：WJY3000A 型微机绝缘监测仪CT 连接示意图2.4 WJY3000A微机绝缘监测仪参数、特点2.4.1 WJY3000A微机绝缘监测仪技术参数环境温度：－５℃～＋50℃相对湿度：90％（最大）大气压：80～107KPa被测系统电压等级：直流 220Ｖ、110Ｖ、48Ｖ工作电源：直流 220V、110V 、48V工作电源范围：直流 150V～286V 、80V ～160V 、35V ～80V 功率消耗：小于40Ｗ重量：6Ｋg母线电压测量精度：≤1％母线电压测量范围：0～300Ｖ母线对地电阻测量精度：误差小于２％母线对地电阻测量范围：0～1000K Ω支路接地电阻测量精度：误差小于10％可同时监测两段母线监测支路数：≤200 L通讯规约：奥特迅规约、部颁规约、用户指定规约等2.4.2 WJY3000A微机绝缘监测仪特点描述1）一般功能（1）大屏幕汉字显示，具有操作提示信息，便于人机对话；（2）无需在直流系统中注入任何信号，对直流系统无影响；（3）抗直流供电系统对地大电容的影响；（4）直流传感器抗电流冲击后的剩磁影响，保证传感器长期的稳定性；（5）传感器与主机采用数字信号传输，传感器与主机的接线简单、使用方便，抗干扰能力强；（6）用于主分屏直流系统时，装置可设为主机或分机；（7）数字显示母线电压，电压超过允许范围时发出报警信号；（8）数字显示正负母线的对地绝缘电阻值，当绝缘电阻低于设定值时发出报警信号；并自动巡查各支路对地绝缘电阻；（9）汉字显示历史记录，装置掉电后信息不丢失。
2）特殊功能（1）可手动选择巡检速度；（2）自动识别直流系统单母接线和单母线分段接线；（3）实时监测每个CT 的运行状态；（4） C T 自诊断，故障时CT 自动报警；（5）能够通过主机键盘调整每个CT 的校准值；（6） C T 自身保存校准值，校准值与主机性能无关，可任意更换主机；（7）能监测馈出线具有环路的直流系统，准确测量环路接地；（8）实时显示正负母线接地电阻—时间曲线，当出现接地故障时，自动锁定并存贮电阻—时间曲线；记录时间30天，失电后数据不丢失；（9）能检测正负母线和支路平衡接地，分别显示故障支路的正负母线接地电阻值；（10）支路巡检速度基本与支路数量无关。
2.5 WJY3000A微机绝缘监测仪结构、外形2.5.1 前面板（1）显示器采用大屏幕液晶全中文显示，配有背光。
按面板上任意键背光将自动开启（除“清屏”键外）两分钟内无键盘操作，背光自动关闭。
（2）功能键四个功能键在不同的菜单下，具有不同的功能，具体功能在显示器右侧与功能键对应的位置给出提示。
（3）光标上、下、左、右移动键（4）清屏键在任意状态下, 按清屏键, 程序将重新初始化液晶显示器, 保持原显示器内容不变。
（5）确认键在设定参数完成后按“确认”键保存所设定的参数。
（6）数字键包括10位数字和一位小数点。
2.5.2 后面板（1）主机/分机接口RS485系统带有分机时，主机的“主机／分机”接口与分机的通讯接口RS232／RS485相连，分机必须采用RS485接口。
（2）故障报警输出故障报警输出为空接点输出（3）被测直流系统的母线电压信号（4）CT 接口CT 接口为四个5针的插座, 每个插座内均有独立的光电隔离驱动器, 四个插座可互换。
（5）通讯接口RS232/RS485当作为主机使用时用于与上位机通讯，作为分机使用时用于与主机通讯接口定义：2—RXD 、3—TXD 、5—GND 、8—A 、9—B2.5.3 外型尺寸内嵌式 455mm×115mm ×272mm2.6 继电器型绝缘监测仪对于35kV 及以下变电站，直流系统绝缘监测亦可采用简单的母线绝缘监测继电器，型号为：JYJ －A ，电压等级为220V 、110V 、48V 。
主要性能参数：JYJ 系列绝缘监视继电器是监视直流母线绝缘情况的一种继电器，监视母线对地的接地电流，当母线对地电流增大到一定值时，继电器可发出警告信号。
本继电器与其它绝缘继电器的区别是，有电流的数字显示，“动作电流”连续可调，并可区分正、负极接地，动作灵敏，使用时灵活方便。
可直接替换其它类型的绝缘监视继电器。
外形尺寸：106×56×130mm开孔尺寸：100×50mm （也可支架安装于屏后）重量：0.75kg2.7 BXJY-A型便携式绝缘监测仪2.7.1 工作原理本装置是由一台信号源主机以及一块小电流检测钳形表组成，能够检测出直流馈电电缆的接地点。
主机产生信号源，对地向直流正、负母线注入10V15Hz 的低频交流信号，当有馈电支路发生接地时，则该支路馈电电缆从直流屏起点处至接地处对地应有漏电流流过，而电缆的接地处至负载终点端应无漏电流。
通过钳形表检测对地漏电流，循着馈电电缆从直流屏起点处往负载终点端逐段测量，电流开始为零的位置即为接地点。
2.7.2 主要型号BXJY-A2.7.3 主要性能参数：环境温度：-5℃-+50℃相对湿度：≤90％大气压：80－107kPa电压等级：直流220V 、110V 。
（可同时检测两段母线）工作电源：直流80V-286V对地漏电流测量范围：0.3-15mA适应馈电电缆最大直径：Φ30mm2.7.4 性能特点：⏹能够检测出直流馈电回路支路电缆的接地点，快速准确⏹接线简单，对于使用奥特迅公司微机接地仪的系统更简单⏹能够适应220V 和110V 两种直流电压等级的系统，检测范围广⏹本仪器独立使用，无须依赖任何其他装置测量对地漏电流时，钳型表无方向2.7.5 外观尺寸本章内容小结本章节介绍了直流系统绝缘检测装置的发展趋势，对传统检测方式及新型直流原理检测方式进行了比较。