、裝置簡介

       直流系統(tǒng)接地是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害較大的故障。直流系統(tǒng)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(tǒng)再有一點接地或絕緣不良，可能引起保護誤動；直流系統(tǒng)負極接地，系統(tǒng)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(tǒng)發(fā)生故障，保護的拒動必然導致系統(tǒng)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(tǒng)，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*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(shù)及波形的形式表示出來，充分體現(xiàn)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(xiàn)環(huán)路接地檢測。除此之外，用戶可以根據(jù)自身系統(tǒng)需要在絕緣告警門限值范圍內(nèi)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(xiàn)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(tǒng)間接接地、非金屬接地、環(huán)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(tǒng)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(tǒng)安全為首要前提，按行業(yè)標準的高要求，以可靠的低頻信號方式進行檢測，并在現(xiàn)場進行了大量的實際應用，對系統(tǒng)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(fā)生器、故障檢測器和信號采集器（鉗表）三部分組成，信號發(fā)生器與直流系統(tǒng)正負母線和地相連，當直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障后，它會 自動產(chǎn)生一個低頻小信號，故障檢測器與鉗表獨立于信號發(fā)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(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣降低(整個直流系統(tǒng)絕緣電阻小于報警整定值)，直流系統(tǒng)電壓監(jiān)測裝置發(fā)出警報時，將信號發(fā)生器接入直流系統(tǒng)的正、負母線和地之間。信號發(fā)生器自動判斷直流系統(tǒng)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(jiān)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(fā)射適宜系統(tǒng)檢測，對系統(tǒng)無影響的低頻信號，并實時顯示系統(tǒng)電壓、正對地電壓、負對地電壓和系統(tǒng)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(tài)，判斷出接地故障回路（支路），并繼續(xù)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(fā)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*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(jù)直流系統(tǒng)的特點優(yōu)化了算法，即使系統(tǒng)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(huán)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(xiàn)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(huán)路中接地點的定位；

3. 具有絕緣指數(shù)顯示功能

絕緣指數(shù)是為分析待測支路絕緣程度而引入說法，以0—100的數(shù)字形式來反映被測支路的絕緣程度，數(shù)字越大表示絕緣越差，該指數(shù)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(fā)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(fā)生器與檢測器不受距離限制

在復雜的直流系統(tǒng)中，信號發(fā)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(tǒng)中的任何一點進行查找。

7. 運行安全、可靠

信號發(fā)生器是需要接入直流系統(tǒng)之中的，這就對設備的安全性與根據(jù)直流系統(tǒng)現(xiàn)場的實際情況，信號發(fā)生器可智能式產(chǎn)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(tǒng)，對直流系統(tǒng)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(tǒng)電壓為220V時：　0 -500KΩ

系統(tǒng)電壓為110V時：　0 -250KΩ

系統(tǒng)電壓為48V時：　 0 -50KΩ

系統(tǒng)電壓為24V時：　 0 -10KΩ

3. 檢測信號功率 ≤ 0.2W(信號發(fā)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(tǒng)對地總電容≤100uF；

5. 適用直流系統(tǒng)電壓：

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

 6. 環(huán)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

小時放電率下蓄電池的容量。在蓄電池上產(chǎn)生的電壓響應為：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗為：Z=Uo/IoXejφ

交流放電法蓄電池內(nèi)阻測量原理圖見圖2。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通過D/A控制MOS管，使蓄電池向負載放電，產(chǎn)生特定頻率的、幅值穩(wěn)定的正弦波激勵信號。3.2多路開關：多路開關由CPU控制，進行信號的切換。以實現(xiàn)蓄電池組中每節(jié)蓄電池內(nèi)阻的測量。3.3耦合電容：其作用是隔離直流，而使交流信號順利通過。為保證測量電路的精度，耦合電容要保證嚴格的匹配性。3.4可編程帶通濾波器：蓄電池在線工作時，充電裝置紋波電流可能相當大，一些UPS電源的紋波電流有數(shù)安甚至數(shù)十安，遠大于測量信號，如果不采取濾波，后級的放大器將會飽和?？删幊處V波器的設計可以使頻率接近為測量信號頻率，而其它頻率信號不能通過。這樣后級的放大器可以將微弱的測量信號進行有效的放大。3.5高速同步A/D轉換器：它可以實現(xiàn)電流信號和電壓信號的同步高速采樣，確保電流信號和電壓信號嚴格的相位關系，并將模擬信號轉換為數(shù)字信號。3.6 DSP：雖然經(jīng)過前級的濾波去除了大部分干擾信號，但仍有相當?shù)母蓴_信號和有效信號一起被采樣進來，如不進行處理，將會嚴重影響測量精度。由于只有頻率為fo的信號為有效信號，利用DSP的數(shù)字運算能力，對采樣信號用FFT算法分別提取電流、電壓采樣信號中頻率為fo的信號部分進行運算。電流、電壓采樣信號送入DSP后，DSP對信號進行如下處理：3.6.1對電流和電壓采樣便攜式直流接地故障查找儀-電力工程用或信號進行FFT變換，分別計算電流信號和電壓信號的頻譜分布:3.6.2分別提取頻率為fo的電流和電壓信號：電流信號：I=IoSin(ωoT+φ1)電壓信號：U=UoSin(ωoT+φ2)3.6.3計算蓄電池的阻抗、內(nèi)阻和相位差：

阻抗為： Z(ω)=Uo/Io×ejφ相位差為：φ=φ2-φ1.蓄電池內(nèi)阻為：R= |Z(ω)|×COSφ.6.4將結果送入CPU，并進行顯示、存貯，以便進行其他分析。3.7 CPU：采用飛利浦公司ARM蕊片LPC2478，對各個單元進行控制，以及和它設備進行通訊。4內(nèi)阻交流放電法測量內(nèi)阻的特點4.1安全可靠：蓄電池工作主回路不接入任何器件，測量回路設計有10仟歐的限流電阻和保險管，測量回路為高阻設計，蓄電池工作回路和測量回路安全獨立，互不影響，可以在蓄電池在線工作時更換蓄電池監(jiān)測設備。4.2放電電流小，對蓄電池無損害：因放電電流為0.01--0.05C10，不對蓄電池產(chǎn)生沖擊，不會造成柵極板變形及活性物質脫落，對蓄電池壽命無影響。4.3抗干擾性強，適應于對工作中的蓄電池進行實時在線監(jiān)測：采用可編程帶通濾波器進行濾波。用數(shù)字信號處理技術對信號進行處理，有效地消除了直流充電裝置紋波對測量的影響，具有很好的抗干擾性能，適應于對工作中的蓄電池進行實時在線監(jiān)測。

4.4測試精度高，狀態(tài)評估和壽命預測準確：帶通濾波器+多級高精度運算放大器+數(shù)字信號處理，使蓄電池內(nèi)阻測試精度高于傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法測量蓄電池內(nèi)阻，能準確反映蓄電池老化狀況及壽命預測的要求。蓄電池內(nèi)阻在線測量精度要在2%以內(nèi)，重復精度在1%以內(nèi)，目前傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法是無法達到的。便攜式直流接地故障查找儀-電力工程用或

4.5測試的結果是蓄電池的真實內(nèi)阻，和測量時間、信號頻率、測試電流大小無關，具有客觀性，也便于數(shù)據(jù)的橫向比較。