直流绝缘监察原理-直流绝缘监察原理
咱们平常看高压开关柜里那些密密麻麻的继电器,光从名字上看,像极了老式收音机里的显像管,要么说是老式煤油灯里的灯丝。它们个头不大,却得常年在那儿死死盯住绝缘子和空气间隙,要是出啥事,得是“炸锅”程度的响动。直流绝缘监察说白了,就是个给绝缘子“体检”的神经末梢,它不关心电流大小,只关心电压有没有“掉线”。 这套老鸟设备大约在八九十年代就普及起来了,那时候咱们好多变电站都在用。它有个挺明显的物理特征,那就是得在开关柜的“屁股”后面挂一块小牌子,写的就是“直流绝缘监察”。
这牌子在柜门里就是个光学镜头,对着高压柜里的 100 伏绝缘子板子,透过那一层厚厚的玻璃和绝缘纸,把电压降降下来,让下面的电流表能看清楚。 .device 是个纯直流设备,跟交流不一样,它跟交流电那套“周期律”没关系,只管单一方向的电压。它内部那几根细细的电极棒,实际上是接在 100 伏直流电源上的。
这 100 伏电压不是待会儿开待会儿关,一辈子是通的。它的工作原理就是靠这 100 伏电,去给绝缘子板子“抹一层油”,增添表面电阻。
绝缘子板子表面本来就可能有点脏、有点湿乎乎的,这 100 伏直流一来,绝缘子板子表面电阻值立马就大了一圈。你要是再配合一个高阻抗毫安表,就能直接读出这个电阻值。
这个电阻值好理解,物理上叫“表面绝缘电阻”。 起初,咱们得看看这 100 伏电源是如何来的。它不是干巴巴地接在两个端子上,而是接在开关柜的“直流侧”,也就是开关柜门背后的那条金属排上。
这排金属排本身就有防腐功能,但工夫久了,特别是受潮之后,金属排和绝缘子板子之间的接触点,可能会出于氧化要么积灰,害得接触电阻变大。
这时候,电容式绝缘监察就会报警。
不过直流绝缘监察不一样,它压根就没电容。它是直接接在直流侧的,故此只要板子表面脏了、湿了,要么板子和金属排接触不良,直接就能算出来。 再看那块小牌子,也就是那个光敏探测器。它的核心是个光电二极管。
这个二极管别看叫二极管,但它实际上是“双向”工作的。它能把照射到它上面的光信号,转换成电流电流。
关键在于,这个二极管是串联在 100 伏直流电源和电流表之间的。
也就是说,它自己也不吸电流,但它管住着电流表能不能“通过”电流。 举个例子,假设绝缘子板子表面干了,表面绝缘电阻摸起来是 500 兆欧。100 伏电压加上去,板子表面的电流实际上超级小,微安级。
这时候光电二极管接收到的光信号能转换成充足的电流,让后面的电流动量表读数,显示出来是 100 毫安。
这时候一切正常,牌子也是显示的。 要是板子表面脏了,要么接触不良,表面绝缘电阻掉到了 50 兆欧。
这时候流过板子的电流就大了一百倍,变成了 10 毫安。光电二极管出于接收到的光强增添了 100 倍,转换成电流也增添了 100 倍,变成了 10A。
这 10A 的电流,顺着线路流到电流表,直接让电流动量表跳到了 10 毫安。
这时候,要是你只凭肉眼要么老式的指针表看,可能当作板子漏电了,但直流绝缘监察的牌子还是老老实实地显示“正常”。 为啥会出现这种让人摸不着头脑的现象?出于直流绝缘监察的“眼”,看的是光电流的大小,而不是直接看电压降。电压降是电压除以总阻抗,要是总阻抗没变,电压降就变不了。
可是,直流绝缘监察的“眼”看的是光电流。光电流跟表面绝缘电阻成正比。
要是表面绝缘电阻变大,光电流就变小。 这就解释了为啥有些时候,直流绝缘监察会显示“正常”,而绝缘子板子实测的绝缘电阻却挺差。好办来说,就是直流绝缘监察的“眼”被“骗”了。它信当作真地当作板子表面是干燥的,故此拍板把电流表那端打开,让电流流过。结局电流表一通,电流动了,光电流就大了,牌子上也显示着绿色。可实际上,板子表面可能是湿的,电阻实际上挺低。 这种情况在潮湿天气、雨后,要么开关柜门没关紧的时候特别好办形成。
这时候用一般/平平的绝缘电阻测试仪,比如 1000 兆欧的摇表,测出来的结局就是几百兆欧要么几千兆欧,就连更高。
这是出于摇表测的是“介质强度”,它测的是板子本身的绝缘本事,不受表面污染的影响。而直流绝缘监察测的是“表面电阻”,它受表面污染影响极大。
故此,当你看到直流绝缘监察显示正常,但摇表跳表的时候,千万别急着喊“板子没难题”,得赶紧把板子表面擦干,要么重新密封一下,再测一次摇表。 再说说那根细细的电极棒。它为啥要接在 100 伏直流电源上?实际上是为了供给一个恒定的电压参考。
不管板子表面脏不脏,电容式绝缘监察都会出于板子漏电而形成电压降,这个电压降可能会影响它对光电流的灵敏度判断。而直流绝缘监察用的是 100 伏恒定电压,不管板子表面状态如何,它供给的电压都是固定的。
这样测出来的数据,才有意义,才有可比性。 还有一个细节,这 100 伏电源一般是从开关柜的直流侧引出来的。
要是直流侧本身就有干扰,要么电源不稳定,这些都会反映在采样点上。
不过,一般来说,直流绝缘监察的 100 伏电源是稳压的,故此这个干扰难题,在正常使用中不是大难题。 最终总结一下,直流绝缘监察这套老设备,它解决的一个核心难题就是:如何在潮湿、污秽的环境下,准判断绝缘子板子有没有“掉线”。它通过引入 100 伏直流电压,增添板子表面电阻,然后利用光电二极管检测由此形成的光电流大小,来判断板子的表面状态。别看它不能直接测出板子本身的介质强度,不能直接测出板子和金属排的接触电阻(那是电容式监察的强项),但它能专门解决表面脏污害得测量不准的难题。 故此,目前咱们在变电站里,直流绝缘监察的牌子就是个好哥们儿。别指望它能测出板子本身有多好,它就是个“哨兵”。
只要它显示正常,说明板子表面可能还算是干净利落的,要么别看脏了但接触点还好。
要是它报警了,说明板子表面脏了,要么板子和柜体接触不良了。
这时候,再去拔摇表,看看是不是板子本身坏了,那就对了。
这套老设备别看看着老土,但它的功能就是不耽误停电,不瞎指挥,就是干了一件在高压设备维护中贼具体、贼必要的事。
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