摘要：海上石油平臺低壓系統(tǒng)與陸地電力系統(tǒng)有很大區(qū)別，其屬于中性點絕緣系統(tǒng)，在出現單相接地故障時，系統(tǒng)允許帶故障正常運行2 h，保證海上重要電氣設備不會立即關停。現以渤海某海上平臺為例，其原有的絕緣監(jiān)視儀只能發(fā)出故障報警，并不能監(jiān)測出到底是系統(tǒng)中哪一路負載出現了絕緣故障，需要平臺電氣專業(yè)人員將現場低壓負載回路逐個斷電進行故障排查，給接地故障查找?guī)砹朔浅４蟮睦щy。當低壓母排發(fā)生單相接地故障時，為了能時間鎖定故障點并方便現場電氣人員及時對接地故障進行排查、解決，提高低壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設計增加一套在線絕緣監(jiān)測與定位系統(tǒng)，實現了絕緣故障回路的定位。現就絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)的實施方案及效果進行了探討分析。

關鍵詞：海上平臺；低壓絕緣監(jiān)測；定位系統(tǒng)；實施方案

0 引言

海上石油平臺低壓電網系統(tǒng)屬于獨立電網系統(tǒng)，為了保證平臺生產，平臺的低壓用系統(tǒng)不能因某一路負載的絕緣故障而關停，因此平臺400V低壓電力系統(tǒng)采用中性點絕緣系統(tǒng)。中性點絕緣系統(tǒng)的特點是當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，各相間的電壓大小和相位保持不變，三相系統(tǒng)的平衡沒有遭到破壞，故在短時間內可以繼續(xù)運行。但是若長時間帶故障運行，會造成相間短路，或者單相弧光接地時，使系統(tǒng)產生諧振而引起過電壓，給平臺生產造成很大壓力。

渤海某石油平臺原有的絕緣監(jiān)測設備只能監(jiān)測整段母線的絕緣水平，不能監(jiān)測出具體是哪一路負載存在絕緣故障。因此，需要增加一套在線絕緣監(jiān)測與定位系統(tǒng)，實現絕緣故障回

路的定位。本文以渤海某海上平臺為例，就此問題進行探討分析。

1平臺電站低壓系統(tǒng)分析及絕緣監(jiān)測定位系統(tǒng)意義

1.1 中性點不接地系統(tǒng)分析

在中性點不接地系統(tǒng)中，由絕緣故障RF引起的對地漏電流IF只能通過系統(tǒng)對地泄漏電容構成回路，如圖1所示。（1）熔斷器或空開不動作；（2）系統(tǒng)發(fā)生單點對地故障時，系統(tǒng)電力供應不會中斷；（3）系統(tǒng)或負載回路不會分斷；（4）絕緣監(jiān)視設備顯示絕阻值下降或輸出報警信號。

圖1 負載電流向量分解圖

1.2 現有絕緣監(jiān)視儀表存在的問題

在海上平臺低壓400V系統(tǒng)中，只在每段母排上設置絕緣檢測儀，但現有的絕緣監(jiān)視儀表存在以下問題：

（1）只能顯示整段母線的絕緣阻值，不能反映出哪一回路，當前A段負載有116路；

（2）只能監(jiān)視工頻交流供電系統(tǒng)，不能監(jiān)視頻率變化的交流供電系統(tǒng)；

（3）只能測量純交流供電側的絕緣失效，不能對含有直流成分的供電側進行測量；

（4）不能自適應系統(tǒng)分布電容（漏電容）的變化，這樣會導致絕緣監(jiān)視儀表失效或給出錯誤的絕緣阻值。

1.3 絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)的意義

IT系統(tǒng)中當系統(tǒng)內發(fā)生單個對地絕緣故障時，系統(tǒng)允許帶故障運行，當系統(tǒng)內發(fā)生個故障且故障在不同相時，系統(tǒng)對地構成相間短路，導致線路熔斷器或空開動作，線路供電中斷，因此，在發(fā)生次絕緣故障時，絕緣檢測儀應立即發(fā)出報警信號，并找出故障回路，在個故障到來之前排除個故障，為及時排除故障贏得時間。

2 絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)的實施方案及效果

2.1 絕緣故障定位系統(tǒng)原理

因IT系統(tǒng)中的對地漏電電流為固定值且很微小，約為系統(tǒng)電容電流，因此，普通電流測量儀器不能測出具體哪個負載出現絕緣故障。本平臺使用絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L，該設備是在普通絕緣監(jiān)視儀的基礎上引入PGH絕緣故障檢測等裝置，來完成故障定位，具體原理如圖2所示。

圖2 采用絕緣監(jiān)測定位系統(tǒng)圖

圖中絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L連接在系統(tǒng)和大地之間，不間斷測量系統(tǒng)內的相線和地之間的電阻值。當阻值降低至預先設定的報警值后，絕緣監(jiān)視儀報警，觸發(fā)PGH絕緣故障測試裝

置，對地閉合測試開關，改變對地故障電流，以此來發(fā)送測試電流信號。

該測試電流信號經過絕緣故障點、大地、PGH和安裝在各回路中的測量電流互感器構成回路。該測試電流數值的大小因系統(tǒng)額定電壓和絕緣故障阻值的大小而異，但根據不同的

系統(tǒng)，可限制在1/2.5/10/25/50 mA以內，以保護單相故障時各系統(tǒng)的安全性，發(fā)生絕緣故障的回路上的測量電流互感器檢測到該測試電流信號，輸出報警信號，鎖定絕緣故障回路，

實現絕緣故障回路的定位。

2.2 設備組成

主要應用的設備包括1臺絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L、負載回路數量等同的絕緣故障評估儀AIL200-12和測量CT、1臺RTU網關。

2.3 絕緣故障定位系統(tǒng)方案實施及效果

2.3.1 方案實施步驟

步，安裝絕緣監(jiān)視儀AIM-T500L在平臺ACB開關柜的面板上。

步，安裝絕緣故障評估儀AIL200-12在每屏負載柜端子排上，每臺絕緣故障評估儀能監(jiān)測12個回路左右，滿足每屏負載柜的回路數。

第三步，安裝毫安級開合式零序電流互感器在每個負載回路上，測量CT為開合式，無需斷電安裝，直接套在開關出線電纜上。

，連接各評估儀和監(jiān)視儀等設備之間的通信電纜，方案示意圖如圖3所示。

圖3 實施方案示意圖

2.3.2 系統(tǒng)原理圖

方案實施后低壓400V系統(tǒng)及絕緣監(jiān)測定位系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)原理圖

2.3.3 效果展示

方案實施后，現場400V系統(tǒng)A段負載中有一個回路絕緣為零，利用此回路來驗證本系統(tǒng)是否能夠定位。

步驟1：將絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)上電投入使用，此時系統(tǒng)絕緣阻值為371kΩ，絕緣正常，AIM-T500L無報警。

步驟2：將已知的故障回路投入后，絕緣監(jiān)視儀顯示絕緣阻值＜1kΩ，低于設定報警值30kΩ，報警指示燈亮，并發(fā)出測試電流啟動定位。

步驟3：經過5s左右的時間查找，成功定位到故障回路，定位成功指示燈亮起，并在液晶顯示屏上顯示定位信息，故障顯示信息（ADR：12 K10 014 mA），通過查找盤柜對應表，故障回路為LA11盤柜第8個回路，與現場一致，如圖5所示。

圖5 現場測試儀顯示圖

3 安科瑞工業(yè)用絕緣監(jiān)測儀介紹

3.1 概述

隨著工業(yè)科技的發(fā)展，漏電流對工業(yè)生產安全構成了很大的威脅。為了提高供電的連續(xù)性和可靠性，許多重要生產場所采用了不接地供電系統(tǒng)。安科瑞AIM-T系列工業(yè)用絕緣監(jiān)測儀主要應用于工業(yè)領域如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心及應急電源等的交流不接地系統(tǒng)中，用來實時監(jiān)測系統(tǒng)對地的絕緣狀況，當系統(tǒng)p出現接地故障時，及時報警，提醒相關人員排查故障。產品的設計嚴格按照國家標準和規(guī)范進行。

3.2 AIM-T系統(tǒng)工業(yè)用絕緣監(jiān)測儀介紹

AIM-T系列絕緣監(jiān)測儀主要應用在工業(yè)場所IT配電系統(tǒng)中，用來監(jiān)測IT系統(tǒng)對地絕緣狀況，在系統(tǒng)出現絕緣故障時及時報警，以提醒電氣維護人員對故障及時排查。產品主要包括AIM-T300\AIM-T500兩大系列，其中兩款絕緣監(jiān)測裝置除去適用電壓等級不同以外，均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統(tǒng)。

3.3 AIM-T系列絕緣監(jiān)測儀應用

AIM-T300絕緣監(jiān)測儀主要適用于在450V以下交流、直流以及交直流混合的不接地系統(tǒng)中；AIM-T500絕緣監(jiān)測儀主要適用于800V以下交流、直流以及交直流混合的不接地系統(tǒng)中。用于給礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心以及應急電源等場所的IT系統(tǒng)中，實時監(jiān)測IT系統(tǒng)對地的絕緣狀況。同時AIM-T500支持雙套IT系統(tǒng)母線互聯(lián)功能，即當兩套IT系統(tǒng)通過母聯(lián)合為一套IT系統(tǒng)時，只有1臺絕緣監(jiān)測儀工作，另一臺在檢測到母聯(lián)開關閉合后，自動停止絕緣監(jiān)測功能。絕緣監(jiān)測裝置在主配電系統(tǒng)中的應用示意圖如下所示。

3.4 安科瑞工業(yè)用絕緣檢測儀選型

4 結束語

傳統(tǒng)的絕緣監(jiān)視儀只能監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣阻值，不能具體定位到故障回路，且隨著系統(tǒng)擴容等現場條件的影響，系統(tǒng)分布電容會發(fā)生變化，從而導致傳統(tǒng)的絕緣監(jiān)視儀測量不準確甚至失效。絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)，從測試的結果來看，在線絕緣監(jiān)視儀監(jiān)測系統(tǒng)測量阻值非常準確，在監(jiān)測到系統(tǒng)絕緣故障后，能夠在數秒內準確地定位出故障回路，不再需要平臺電氣專業(yè)人員將現場低壓負載回路逐個斷電，進行故障排查，無論從功能、安全還是時效來看，都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的絕緣監(jiān)測手段。

絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)的AMP測量法，可自適應系統(tǒng)分布電容變化，更加地測量三相與地之間的絕緣阻值，且能快速定位到故障點，能適應包括IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測、UPS等供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測、油井電泵絕緣監(jiān)測等系統(tǒng)，為海上平臺絕緣故障提供更高效的保護方案。