CN105759121B - 一种不接地供电系统用的绝缘监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不接地供电系统用的绝缘监测方法，该方法包括以下步骤：1)向不接地供电系统注入设定初始频率的低频交流信号，利用该信号采集并测量供电系统对地的电容；2)根据计算得到的电容值大小，自适应地调整信号频率，并以调整后的频率向不接地供电系统注入交流信号；3)利用新的信号，测量供电系统对地的电容值和电阻值，根据计算的电容值进一步调整测量信号的频率，直到测得的电阻值满足限定的精度要求。与现有技术相比，本发明具有降低供电系统对地电容对电阻测量的影响，显著提高绝缘电阻测量的精度和绝缘监测的可靠性等优点。

Description

一种不接地供电系统用的绝缘监测方法

技术领域

本发明涉及一种供电系统的绝缘监测技术，尤其是涉及一种不接地供电系统用的绝缘监测方法。

背景技术

中性点不接地的供电系统，通常采用绝缘监测装置来监测系统对地的绝缘状况。随着系统支路的增多，或线路电缆的加长，系统对地的电容也随之增大。在有些供电系统中，大容量负载的不断投切，也会导致系统对地电容的不断变化。系统对地电容的存在，对绝缘电阻测量的精度造成很大的影响。传统的绝缘监测技术是通过注入低频交流信号来分别测量系统对地的电阻和电容。常用的技术有单频法和双频法等。这两种技术在系统电容相对固定时，绝缘电阻测量的精度相对稳定，但当系统对地电容变大或不断变化时，绝缘电阻测量的精度就会受到很大的影响，导致测量失真，甚至出现绝缘故障误报的情况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不接地供电系统用的绝缘监测方法，降低了供电系统对地电容对电阻测量的影响，显著提高了绝缘电阻测量的精度和绝缘监测的可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种不接地供电系统用的绝缘监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向不接地供电系统注入设定初始频率的低频交流信号，利用该信号采集并测量供电系统对地的电容；

2)根据计算得到的电容值大小，自适应地调整信号频率，并以调整后的频率向不接地供电系统注入交流信号；

3)利用新的信号，测量供电系统对地的电容值和电阻值，根据计算的电容值进一步调整测量信号的频率，直到测得的电阻值满足设计的精度要求。

所述的自适应地调整信号频率是指：根据不同范围的电容值，采用不同频率的信号。

所述的电容值的范围和不同范围所适合的测量信号的频率是根据试验数据来确定的，确定的依据是：在该电容范围内，使用该频率的测量信号，能使绝缘电阻的测量精度满足限定的要求。

所述的电容范围与测量信号频率之间可按一定的关系进行匹配，具体为：

其中C为对地的电容值，f₀为初始频率，f为调整后的测试信号频率。

例如f₀＝2.5Hz，C≤150μF。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在现有成熟的采用固定频率的低频交流信号测量技术的基础上进行改进，根据不接地供电系统对地电容的大小以及电容的变化，来调整低频交流信号的频率，能降低供电系统对地电容对电阻测量的影响，显著提高绝缘电阻测量的精度和绝缘监测的可靠性。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的等效原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示为不接地系统对地绝缘监测的工作原理图，在中性点不接地三相系统 中，三相线缆与大地之间均有电容和电阻存在，图中分别用C_a、C_b、C_c和R_a、R_b、R_c来表示。其内 部包括直流内阻R_i，用于信号采集的取样电阻R_s，和用于产生测试信号的测试电路G。在不考 虑电源内阻的情况下，为了方便分析，将图1所示的原理图进行简化，简化后的原理图如图2 所示。在图2中，并联的三相线缆对地的电容等效为C_f，则有C_f＝C_a//C_b//C_c，并联的三相线缆 对地电阻等效为R_f，有R_f＝R_a//R_b//R_c，于是该三相不接地系统对地的总的阻抗z_f＝R_f//C_f＝ R_f+j/(2πfC_f)。在绝缘监测仪IMD中，测试信号的输出电压U_g可以通过采集电路测得，图中的 I_g可以通过采集采样电阻上的电压计算得到，即：I_g＝U_g/R_s，因此加在C_f和R_f上的电压U_f＝ U_g-I_g×R_i。于是三相不接地系统对地的总阻抗可以计算出来，即假设通过计算得Z_f＝a+bj，与前面得出的Z_f的 公式对比，可得到：R_f＝a，1/(2πfC_f)＝b，于是便可以计算出该不接地系统对地的等效总电 阻和总电容值。由此可见，由于不接地对系统电容的存在，导致电流实际上包括容性电流 分量和阻性电流分量，在图2中这两种分量分别流过等效电容C_f和等效电阻R_f，正是由于C_f 的分流，使用于绝缘电阻R_f计算的有效阻性电流变小，使得通过该电流计算绝缘电阻的分 辨率降低，因而计算得到了绝缘电阻R_f的误差增大。只有使容性电流分量变小，即容性阻抗 变大，才能增大阻性电流。从z_f＝R_f//C_f＝R_f+j/(2πfC_f)上分析，要增大容性阻抗，只有减少 测试信号的频率f。

工作原理：

采用该装置，首先绝缘监测仪IMD向不接地系统注入某一初始频率为f的低频交流信号，利用该信号采集采样电阻R_s的电压U_g，计算得到电流I_g，同时同步采集信号发生电路产生的信号电压U_g，利用I_g、U_g计算出该不接系统的总阻抗Z_f＝a+bj，这里a、b都是已知数。利用对应关系公式1/(2πfC_f)＝b，计算出系统对地的电容C_f，根据该电容值的大小，自适应的调整信号频率，使调整后的频率与该电容值所在的电容范围相匹配。然后再以调整后的频率向不接地系统注入交流信号；利用新的频率的测试信号，测量并计算系统对地的电容C_f和电阻R_f，并根据计算的电容C_f进一步调整测试信号的频率，直到测得的电容值与信号频率满足匹配要求。不同的电容范围采用不同频率的测量信号，这种电容范围与测量信号频率的对应关系，是根据试验数据确定的。确定的依据是：在该电容范围内，使用该频率的测试信号，能使绝缘电阻测量的精度达到限定的要求。

以上所述仅为本发明的实施方案，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种不接地供电系统用的绝缘监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向不接地供电系统注入设定初始频率的低频交流信号，利用该信号采集并测量供电系统对地的电容；

2)根据计算得到的电容值大小，自适应地调整信号频率，使调整后的频率与该电容值所在的电容范围相匹配，并以调整后的频率向不接地供电系统注入交流信号；

3)利用新的信号，测量供电系统对地的电容值和电阻值，根据计算的电容值进一步调整测量信号的频率，直到测得的电阻值满足设计的精度要求；

所述的自适应地调整信号频率是指：根据不同范围的电容值，采用不同频率的信号。

2.根据权利要求1所述的不接地供电系统用的绝缘监测方法，其特征在于，所述的电容值的范围和不同范围所适合的测量信号的频率是根据试验数据来确定的，确定的依据是：在该电容范围内，使用该频率的测量信号，能使绝缘电阻的测量精度满足限定的要求。

3.根据权利要求2所述的不接地供电系统用的绝缘监测方法，其特征在于，所述的电容范围与测量信号频率之间可按一定的关系进行匹配，具体为：

其中C为对地的电容值，f₀为初始频率，f为调整后的测试信号频率。