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熔斷器。通過對直流系統的絕緣電阻檢測，能預防和發現系統中發生或潛在的接地故障。因此，為保護變電站的安全可靠運行，防止發生兩點接地可能造成的嚴重后果，直流系統都必須裝設能夠連續工作且靈敏度足夠高的絕緣監測裝置，必須對直流系統的支路對地絕緣電阻進行測量判斷，如圖所示。

　　絕緣監測裝置是監視直流系統絕緣情況的一種裝置， 可實時監測線路對地漏電阻，此數值可根據具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發生告警信號。

　　絕緣監測的設備組成有:主機、TA采集模塊以及絕緣監測電流變送器(以下簡稱TA),此為基本配置。對于比較大型復雜的直流系統，饋線支路數多且有直流分屏時，可配置絕緣監測分機來擴展。

　　絕緣監測設備主機采用電橋檢測原理，實時監測正負直流母線的對地電壓和絕緣電阻， 當正負直流母線的對地絕緣電阻低于設定的報警值，自動啟動支路巡檢功能。實時絕緣監測分為母線檢測和支路巡檢兩部分。

　　目前廣泛采用微機絕緣監測裝置，微機直流系統接地監測裝置適用于變電站，發電廠以及通信、煤礦、冶金等大型廠礦企業直流電源系統的地緣監洲和接地檢測。此裝置采用平衡橋和不平衡橋結 合的原理完成直流母線的監測，不對母線產生任何交流或直流干擾信號，不會造成人為絕綠電阻下降； 利用電流差原理，對因支路接地產生的對地漏電流進行在線無接觸測量，可實現接地故障支路的選線定位。

　　(1)直流按地的類型。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、交流竄人等。

　　(2)直流系統地緣監測裝置主要功能。線檢測直流系統的對地絕緣狀況 (包括直流母線、蓄電池回路、每個電源模塊和各個饋線回路絕緣狀況)，并自動檢出故障回路。絕緣監測裝置為獨立的智能裝置，布置在直流饋線屏(柜) 上，可與成套裝置中的總監控裝置和變電站監控系統通信。直流系統絕緣監測裝置可對母線電壓和各支路對地絕緣電阻進行測量判斷，超出正常范圍時發出報警信號。

　　(3)直流系統絕緣監測裝置通信過程。絕緣監測系統屬于直流監控產品的一種，與蓄電池監測系統、充電機監測系統、饋線監測系統等同時運行。絕緣監測系統直接的監測對象為直流母線，監測數據通過數據總線傳輸給集中監控器，或通過繼電器報警觸點傳送給集中監控器。集中監控器獲知絕緣監測系統的信息、 通過總線與后臺監控計算機通信。

　　(4)直流系統絕緣監測裝置的類型。包括絕緣監察繼電器(只能進行正、負 母線對地電阻和電壓顯示，不正常時可及時報警并顯示接地類型)和微機型絕緣 監測裝置(具有各饋線支路絕緣狀況進行自動巡檢及電壓超限報警功能，并能對所有支路的正對地、負對地的絕緣電阻，對地電壓等一一對應顯示，不正常時間 對故障支路顯示出支路號及故障類別和報警)。

　　一、檢測原理

　　目前直流系統絕緣電阻檢測方法可分為交流法和直流法，其中直流法主要基于電橋平衡的漏電流檢測法，交流法主要包括信號注入法和變頻探測法。

　　（1）信號注人法。由于注入的為低頻載波脈沖信號，會受到系統電容電流的嚴重干擾，假如支路中存在大電容元件或等效對地電容較大時， 必須對電容電流進行補償后才能使用該方法，而且測量精度不準。另外注人的低頻載波脈沖信號將對于原系統面言，相當于人為增加的外部干擾，使得系統的電壓紋波變大，影響其他設備的使用。

　　(2)漏電流檢測法。利用霍爾效應的直流傳感器檢測出每條支路的直流電流信號.根據磁平衡原理，無接地的支路傳感器輸出為零，而故障支路輸出不為零。

　　(3)變頻探測法.其基本原理是在直流母線中注人兩組幅值一樣、 頻率不同的交流信號，然后檢測支路上感應出的低頻信號，當系統絕緣電阻下降發生接地故障時，檢測出的低頻信號幅值會發生明顯的變化，但是該方法和信號注人法一樣，存在對地電容電流的干擾問題。因此，實際現場中簡單易行的方法還是基于電橋原理的直流法。

　　1.監測方法

　　1）電橋法

　　直流電橋法主要有平衡電橋法、不平衡電橋法等，但是，近年來，大多數的直流地緣監測裝置均采用平衡電橋與不平衡電橋相結合運行的雙橋法。電橋法，就是通過設置兩個電阻和直流系統正負極對地電阻組成電橋，系統正常時，電橋平衡；而系統出現某點接地時， 電橋將失去平衡，產生報警信號。

　　在直流母線上采用橋接電阻作為電壓取樣電阻網絡，用歐姆定律直接計算的原理。傳感器是直流漏電流傳感器，傳感器環繞安裝在直流支路的正負出線上。 從支路正端流出的電流經過支路負載，返回支路負端。當支路沒有接地時，穿過傳感器的電流大小相等、方向相反，產生的磁場相互抵消，傳感器不反映負載電流變化;當該支路通過接地電阻接地時，穿過傳感器的電流差產生磁場，傳感器的輸出發生變化，通過解調得到支路接地漏電流。因此，主機通過檢測各支路傳感器的輸出是否為零，即可判斷直流系統接地故障支路，并通過測量 母線的正、負電壓即可計算出接地電阻。使用該方法，傳感器與被測支路只有磁的聯系，沒有電的聯系，而且無需向被測支路加人任何輔助信號，如圖4-5 所示。

　　平衡電橋電阻阻值的選擇:選擇和確定平衡橋電阻的阻值是直流絕緣監測裝置核心，在裝置接于負電源極的平衡橋發生損壞或開路時，保護出口繼電器線圈所分配的電壓應小于額定電壓的55%。同時通過理論分析和數學模型得知:直流絕緣監測裝置平衡橋電阻阻值應大于裝置所在直流標稱電壓中所規定的絕緣電阻整定值(推薦值220V、30kn; 110V、 15kQ)。

　　2.監測方法

　　2）信號注入法

　　就是通過向系統直流母線注入一個低頻交變信號， 當某條支路發生接地故障， 用鉗形電流探頭檢測出流過故障點的電流大小，從而計算出故障支路接地電阻。

　　由于注人的為低頻載波脈沖信號，會受到系統電容電流的嚴重干擾。假如支路中存在大電容元件或等效對地電容較大時，必須對電容電流進行補償后才能使用該方法，而且測量精度不準，另外，注人的低頻載波脈沖信號對于原系統而言相當于人為增加的外部干擾，使得系統的電壓紋波變大，影響其他設備的使用。 信號注人法原理如圖4-6所示。

　　3監測方法

　　3）直流漏電流法

　　利用霍爾效應的直流傳感器檢測出每條支路的直流電流信號，根據磁平衡原理，無接地的支路傳感器輸出為零，而故障支路輸出不為零，如圖4-7所示。

　　4.變頻探測法

　　其基本原理是在直流母線中注人兩組幅值一樣而頻率不同的交流信號，然后檢測支路上感應出的低頻信號，當系統絕緣電阻下降發生接地故障時，檢測出的低頻信號幅值會發生明顯的變化，但是該方法和信號注人法一樣，存在對地電容電流的干擾問題。

　　5. EGU02MC型微機直流系統絕緣監察裝置與直流模EDU02MC和主監控EMU10配合，目前在變電站閥控密封鉛酸蓄電池直流設備上廣泛采用， EGU02MC型微機直流系統絕緣監察裝置采用了電橋法型檢測原理和微機技術，就是具有自動選擇、自動報警、自動顯示功能的絕緣監察裝置。

　　二、功能與特點

　　1.絕緣監測裝置必備的顯示和檢測功能

　　直流系統絕緣監測裝置應能實時監測并顯示直流系統母線電壓、 正負母線對地直流電壓、正負母線對地交流電壓、正負母線對地絕緣電阻及支路對地絕緣電阻等數據且符合表1和表2的規定。

　　表1          電壓檢測的范圍及精度測量精度

　　表2               對地絕緣電阻測量精度項目

　　2.常規監測(長期工作)

　　(1) 數字顯示母線電壓值，當電壓過高或過低時輸出報警信號。

　　(2) 數字顯示正、負母線的對地絕緣電阻值，當絕緣電阻過低時輸出報警信號

　　(3) 電壓過高或過低、絕緣電阻過低的整定值均采用功能鍵(或撥盤)來整定，數字顯示各整定值。

　　(4)監測范圍寬、精度高，實時顯示電壓值(誤差1%)，電阻顯示范圍為 0. 5kΩ~2MΩ (誤差10%).

　　3.支路巡查部分(短期工作)

　　(1)巡查時不需切斷支路電源，疊加信號源(7V、15~2Hz) 時，有自檢和保護措施。

　　(2)當母線對地地緣電阻降低時，發信號。投入信號源后，自動巡查各支路 陽抗或單獨查找各支路的阻抗情況。

　　(3)在系統中存在較大分布電容的情況下，仍能保證電阻顯示精度。

　　(4)配套的小電流互感器型號品種多，尺寸大小只與負荷電纜粗細有關，其電參數一致，接線無方向要求，可任意安裝。

　　(5)當需要監測直流分屏上的支路時，可配套使用EGU02MC型微機直流分支絕緣監測儀。

　　(6)當需要故障點定位時，微機直流故障點探測儀。

　　4. EMU01MC型的特有功能

　　(1)當母線對地絕緣電阻值降低時，發信號，并自動投入信號源，自動巡查各支路阻抗和容抗的情況。

　　(2)工作人員無需操作、無需等待，就能得到故障支路號和對應的絕緣電阻值。

　　(3)在系統中存在較大分布電容的情況下，仍能保證電阻顯示精度。(4)含有閃光電源(選用時注明)。明)。

　　(5)備有RS-232C,485標準串行通信接口，便于無人值班。

　　(6)對蓄電池的電壓(實時顯示)、電流和溫度監測、報警與顯示。