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,、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(hù)誤動,，因為跳閘線圈接直流電源負(fù)極，系統(tǒng)再有一點(diǎn)接地或絕緣不良,，可能引起保護(hù)誤動,；直流系統(tǒng)負(fù)極接地，系統(tǒng)再有一點(diǎn)接地或絕緣不良,，可將跳閘回路或合閘回路短路,，造成保護(hù)拒動，此時系統(tǒng)發(fā)生故障,，保護(hù)的拒動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大,，同時還可能燒壞繼電器的觸點(diǎn)或燒保險。

我公司自主設(shè)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(diǎn)位置的斷定,，它們更是擁有準(zhǔn)確的判斷力，每次檢測都能夠指出接地點(diǎn)位置相對檢測點(diǎn)的方向，從而快速,、準(zhǔn)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(shè)備,，用戶只需要將鉗表上的檔位與檢測器上的量程對應(yīng)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(diǎn)解決了直流系統(tǒng)間接接地、非金屬接地,、環(huán)路接地,、正負(fù)同時接地、正負(fù)平衡接地,、多點(diǎn)接地等疑難故障的準(zhǔn)確檢測,，并且還能準(zhǔn)確的顯示系統(tǒng)電壓、對地電壓,、接地阻值,，真正解決了運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)的高要求,，以可靠的低頻信號方式進(jìn)行檢測，并在現(xiàn)場進(jìn)行了大量的實際應(yīng)用,，對系統(tǒng)無任何影響,。

二、裝置構(gòu)成及原理

2. 1 裝置的構(gòu)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(fù)母線和地相連，當(dāng)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(dú)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(dāng)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(fù)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(fù)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(fù)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(diǎn)準(zhǔn)確定位。

信號發(fā)生器,、故障檢測器均采用微計算機(jī)技術(shù),，具有集成程度高，判斷速度快,，檢測靈敏度高,、抗*力強(qiáng)、故障定位準(zhǔn)確等特點(diǎn),。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(diǎn)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(zhǔn)確地判斷出接地故障點(diǎn)，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(dá)0. 1mA，可檢測150K-500K接地的檢測靈敏度,，使多點(diǎn)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(diǎn)

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?qū)崿F(xiàn)對多點(diǎn)接地，高阻接地點(diǎn)的定位,；

2. 接地點(diǎn)方向顯示

該裝置具有接地點(diǎn)方向顯示,，可以高效快速的處理復(fù)雜支路或環(huán)路中接地點(diǎn)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(jié)合高精度鉗表非常有利于多點(diǎn)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(shè)備的檢測范圍與檢測精度以判斷的準(zhǔn)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(fù)雜的直流系統(tǒng)中,，信號發(fā)生器接入點(diǎn)可能與接地查找點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行查找,。

7. 運(yùn)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(shè)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(yùn)行,、可靠運(yùn)行提供了保障。

 四.裝置主要技術(shù)指標(biāo)

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(zhì)量：   2.8kg  

9. 外形尺寸（鋁合金包裝箱）：460x240x120（mm）

武漢華頂電力設(shè)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(yīng)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(fù)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(guān)：多路開關(guān)由CPU控制，進(jìn)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(yán)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(dāng)大,，一些UPS電源的紋波電流有數(shù)安甚至數(shù)十安，遠(yuǎn)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(shè)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(jìn)行有效的放大,。3.5高速同步A/D轉(zhuǎn)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(yán)格的相位關(guān)系，并將模擬信號轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)母蓴_信號和有效信號一起被采樣進(jìn)來，如不進(jìn)行處理,，將會嚴(yán)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(yùn)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(jìn)行運(yùn)算。電流,、電壓采樣信號送入DSP后,，DSP對信號進(jìn)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(jìn)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(jié)果送入CPU,，并進(jìn)行顯示、存貯,，以便進(jìn)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(jìn)行控制,，以及和它設(shè)備進(jìn)行通訊,。4內(nèi)阻交流放電法測量內(nèi)阻的特點(diǎn)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(shè)計有10仟?dú)W的限流電阻和保險管,，測量回路為高阻設(shè)計,，蓄電池工作回路和測量回路安全獨(dú)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(shè)備,。4.2放電電流小,，對蓄電池?zé)o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(zhì)脫落,，對蓄電池壽命無影響。4.3抗干擾性強(qiáng),，適應(yīng)于對工作中的蓄電池進(jìn)行實時在線監(jiān)測：采用可編程帶通濾波器進(jìn)行濾波,。用數(shù)字信號處理技術(shù)對信號進(jìn)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(yīng)于對工作中的蓄電池進(jìn)行實時在線監(jiān)測。

4.4測試精度高,，狀態(tài)評估和壽命預(yù)測準(zhǔn)確：帶通濾波器+多級高精度運(yùn)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(zhǔn)確反映蓄電池老化狀況及壽命預(yù)測的要求,。蓄電池內(nèi)阻在線測量精度要在2%以內(nèi),，重復(fù)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(dá)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(jié)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(guān),，具有客觀性，也便于數(shù)據(jù)的橫向比較,。