注入式絕緣檢測(cè)在核電站低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

任　軼（福建寧德核電有限公司,福建　寧德　355209）

注入式絕緣檢測(cè)在核電站低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

任軼
（福建寧德核電有限公司,福建寧德355209）

敘述了配電系統(tǒng)絕緣故障的危害性，介紹了核電站低壓配電系統(tǒng)絕緣檢測(cè)的重要性。歸納了注入式絕緣檢測(cè)的原理與特點(diǎn)，總結(jié)了其在配電系統(tǒng)正常運(yùn)行期間及處理絕緣故障時(shí)的應(yīng)用。

配電系統(tǒng)絕緣檢測(cè)監(jiān)測(cè)定位重要性

低壓配電系統(tǒng)是核電站廠用電系統(tǒng)的重要組成部分，其絕緣情況的好壞，將直接決定系統(tǒng)能否健康可靠地持續(xù)運(yùn)行，在核電站核安全高指標(biāo)的特殊要求下，對(duì)廠用電配電系統(tǒng)，尤其是核安全級(jí)別的直流配電系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)絕緣值低于技術(shù)規(guī)范規(guī)定值時(shí)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并定位解決，機(jī)組就必須在指定時(shí)間內(nèi)退出功率運(yùn)行模式，最終有可能導(dǎo)致停機(jī)停堆，如此將為電站帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)造成負(fù)荷沖擊，造成不良的影響。因此，掌握與控制系統(tǒng)的絕緣情況是配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)必須具備的條件，而注入式絕緣檢測(cè)技術(shù)為這一條件的實(shí)現(xiàn)提供了有效的技術(shù)基礎(chǔ)；

1　配電系統(tǒng)絕緣故障的危害性

絕緣故障是指配電系統(tǒng)對(duì)地絕緣阻抗值低于規(guī)定值或設(shè)定值，主要有直接接地（實(shí)接地、金屬接地）及間接接地兩種情況。低壓配電系統(tǒng)有直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)兩類，對(duì)于中性點(diǎn)接地的交流三相系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大短路電流，致使電氣設(shè)備燒損，而中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障會(huì)導(dǎo)致非故障相相電壓升高至線電壓水平，對(duì)系統(tǒng)絕緣造成較大沖擊。對(duì)于直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣接地故障，若是出現(xiàn)兩點(diǎn)接地，就會(huì)導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)或誤動(dòng)作，甚至是正、負(fù)極短路等嚴(yán)重后果。

2　核電站配電系統(tǒng)絕緣檢測(cè)的重要性

配電系統(tǒng)在運(yùn)行期間，受塵土、濕氣、溫度、材料老化、外力損傷等方面的影響，勢(shì)必會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生一些絕緣薄弱點(diǎn)，形成接地故障隱患，通過(guò)對(duì)配電系統(tǒng)接地故障危害性的了解，我們知道，對(duì)配電系統(tǒng)絕緣情況的掌握與控制至關(guān)重要，而能否掌握、控制系統(tǒng)的絕緣的關(guān)鍵在于以下兩點(diǎn)，其一，能否實(shí)時(shí)獲知系統(tǒng)的絕緣值，即對(duì)系統(tǒng)絕緣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，其二，能否定位故障點(diǎn)，即在系統(tǒng)故障期間，快速排查定位接地點(diǎn)。而上述兩點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，則要完全依賴于對(duì)系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)。如果不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)絕緣的在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)絕緣發(fā)生劣化趨勢(shì)時(shí)，由于無(wú)法知情，就不能夠及時(shí)介入維修以消除隱患，致使系統(tǒng)絕緣情況將繼續(xù)惡化，最終導(dǎo)致核安全設(shè)備的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作等嚴(yán)重后果。如果不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí),很難快速、準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，延遲維修時(shí)間，最終導(dǎo)致機(jī)組狀態(tài)后撤。所以，核電站中對(duì)配電系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)是極為重要的，必須要有可靠的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)。

3　注入式絕緣檢測(cè)的原理及特點(diǎn)

3.1基本原理

注入式絕緣檢測(cè)的基本原理就是向系統(tǒng)中注入非工頻交流電流，檢測(cè)返回電流并計(jì)算電阻。在工作期間，檢測(cè)裝置向系統(tǒng)中注入低頻電流，若系統(tǒng)絕緣正常，沒(méi)有絕緣故障點(diǎn)，低頻電流在系統(tǒng)中形不成回路，檢測(cè)裝置檢測(cè)不到電流。若系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障點(diǎn)，該點(diǎn)絕緣下降甚至實(shí)接地，由此就會(huì)與檢測(cè)裝置構(gòu)成回路，檢測(cè)裝置就會(huì)檢測(cè)到返回電流，并通過(guò)運(yùn)算邏輯計(jì)算出絕緣直阻。

3.2檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

通常，如圖1所示，注入式絕緣檢測(cè)裝置一般包含低頻交流發(fā)生器，電流、電壓檢測(cè)計(jì)算模塊，以及控制模塊等。整個(gè)檢測(cè)

裝置的特性是對(duì)于工頻50HZ電流阻抗較大，而對(duì)于自身產(chǎn)生的低頻電流阻抗值極小。

3.3注入式絕緣監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

注入式絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)時(shí)計(jì)算出配電系統(tǒng)運(yùn)行期間對(duì)地絕緣阻抗，并能夠根據(jù)需要對(duì)報(bào)警值進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，當(dāng)檢測(cè)計(jì)算值低于設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警，能夠有效地對(duì)系統(tǒng)的絕緣防護(hù)起到監(jiān)測(cè)預(yù)警作用，同時(shí)還具有檢測(cè)精度高、速度快、持續(xù)工作能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在本文前面的描述中，論述了電站配電系統(tǒng)絕緣檢測(cè)的重要性，強(qiáng)調(diào)了必須要有可靠的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)，那么注入式絕緣檢測(cè)技術(shù)具備的這些特點(diǎn)，使得其可以方便、快捷、可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)，很好地滿足了對(duì)配電系統(tǒng)絕檢測(cè)的需求；

4　在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

鑒于注入式絕緣檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)可以很好地滿足對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)的需求，能夠?yàn)檎莆张c控制系統(tǒng)的絕緣提供可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，因此，在對(duì)系統(tǒng)絕緣的在線監(jiān)測(cè)與故障排查定位方面獲得了良好的應(yīng)用；

4.1配電系統(tǒng)運(yùn)行期間絕緣的在線監(jiān)測(cè)

在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面，注入式絕緣檢測(cè)系統(tǒng)裝置一般均隨配電系統(tǒng)整體安裝施工，如圖2所示，整個(gè)配電系統(tǒng)network對(duì)檢測(cè)

裝置來(lái)說(shuō)是一個(gè)統(tǒng)一的負(fù)載，阻抗值有如下數(shù)學(xué)關(guān)系：

配電系統(tǒng)運(yùn)行期間，檢測(cè)裝置向系統(tǒng)中注入非工頻交流電流，若系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣接地故障點(diǎn)，將由此形成回路，檢測(cè)裝置將檢測(cè)到返回電流，并根據(jù)運(yùn)算邏輯計(jì)算對(duì)地絕緣阻抗并可以實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，當(dāng)阻值低于設(shè)定值時(shí)，將發(fā)出報(bào)警。由此，注入式絕緣檢測(cè)便可靠地實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)絕緣的在線監(jiān)測(cè)；

4.2接地故障的定位查找

對(duì)于低壓配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜，分布范圍很廣，無(wú)論是直流系統(tǒng)還是交流系統(tǒng)，饋電回路少則幾十個(gè)，多則上百個(gè)，負(fù)載設(shè)備遍及電站每一個(gè)角落，如果不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)，當(dāng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，就無(wú)法快速、準(zhǔn)確定位故障回路間隔。只能依靠傳統(tǒng)的‘拉抽屜’式的排查方法，這將嚴(yán)重制約維修工作的效率，浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)定位并排除故障，由此會(huì)為電站帶來(lái)嚴(yán)重的影響。而應(yīng)用注入式絕緣檢測(cè)技術(shù)就可以對(duì)故障回路進(jìn)行快速定位，極大的提高了故障間隔查找的工作效率，從而不再依靠傳統(tǒng)的‘拉抽屜’式的排查方法，使得維修人員可以把寶貴的時(shí)間投入到解決某一個(gè)具體存在絕緣故障的回路當(dāng)中去。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，向系統(tǒng)中注入電流，然后用探測(cè)CT分別測(cè)量各饋線間隔的出現(xiàn)電纜，對(duì)于絕緣情況良好的間隔，由于無(wú)檢測(cè)電流通過(guò)，探測(cè)CT檢驗(yàn)結(jié)果為正常。對(duì)于絕緣出現(xiàn)問(wèn)題的間隔，由于接地故障點(diǎn)的存在，為檢測(cè)電流形成了回路，探測(cè)CT就會(huì)檢測(cè)到電流并發(fā)出提示，這樣就實(shí)現(xiàn)了故障間隔的定位，維修人員就可以進(jìn)一步處理該間隔的絕緣故障。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于某些重要的直流系統(tǒng)，絕緣在線監(jiān)測(cè)與故障間隔定位這兩項(xiàng)技術(shù)功能是共同應(yīng)用在其中的，即絕緣檢測(cè)裝置不但可以在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線的對(duì)地絕緣值，還可以檢測(cè)計(jì)算每一個(gè)饋線回路的絕緣情況，這樣就使得絕緣監(jiān)測(cè)具備了全面性，還更進(jìn)一步提高了排查、定位出現(xiàn)故障間隔的工作效率；

5　總結(jié)

注入式絕緣檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段，能夠可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)絕緣的在線監(jiān)測(cè)及故障回路定位。可以為配電系統(tǒng)的運(yùn)行起到來(lái)良好的保駕作用，同時(shí)，整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢修維護(hù)定期校驗(yàn)，以保障其運(yùn)行的穩(wěn)定性與絕緣檢測(cè)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

[1]邱關(guān)源.電路[M].高等教育出版社出版.

[2]施慧,賈秀芳,李明.對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)直流系統(tǒng)接地故障幾種方法的比較[J].東北電力技術(shù),1999.