基于自适应低频信号的绝缘监视装置设计-安科瑞电气股份有限公司.PDF

基于自适应低频信号的绝缘监视装置设计 王智 1 徐军 2 李平 2 胡健 2 （1.上海同济华润建筑设计研究院有限公司， 上海 200092） （2.安科瑞电气股份有限公司， 上海 嘉定 201801） 摘要：绝缘监视装置主要用来监视低压 IT 系统对地绝缘情况，具有故障预警、报警、 事件记录等功能。介绍绝缘监视装置的自适应测量原理及软，硬件的设计。指出绝缘监视装 置可用于煤矿，船舶等 IT 系统，以提供安全可靠的剩余电流保护解决方案。 关键词：IT 系统；绝缘监视装置；自适应低频信号；可靠性 0 引言 此，需要在系统中安装 IMD 来实时监测系统 随着电气行业的发展，人们对用电安全 对地绝缘状况，并及时发出报警信息。 性和可靠性的要求越来越高，在某些特殊行 业的特定场所会选择 IT系统进行供电。例 如，矿井下的抽风机 （不断排出瓦斯气体）、 I0 水泵（不间断地抽水以防止井下人员被淹) 的供电必须依赖可靠的 IT系统。 根据 JGJ 16-2008 《民用建筑电器设计 PE IMD C Rf 规范》第 7.2.3条规定，IT配电系统必须配 备绝缘监视装置（ Insulation Monitoring I0 Device,IMD)。IMD 的作用就是实时地检测 线路的绝缘情况，当 IT系统发生单相接地 图 1 IT 系统故障示意图 故障时，能在最短时间内发出报警信号，避 通过在系统对地之间注入测试信号的 免发生严重事故。传统的测量方法有平衡电 方法来监测系统绝缘状况。若系统未出现绝 桥法、差流检测法、单频法和双频法等。这 缘故障，信号会经过系统对地泄漏电容进入 些测量方法都有各自的优势，但由于应用场 IT 系统，再回到 IMD；若系统发生绝缘故障， 所的不同以及现场环境的影响，上述测量方 信号会同时经过泄漏电容和绝缘电阻再进 式还存在着可靠性不足、测量精度不高等缺 入 IT 系统中，最终再回到 IMD。根据测试信 点。 号的回路，IMD 可以准确监视系统的安全状 针对这些问题，设计一种基于自适应频 况。 率的绝缘监视装置，实时检测线路的绝缘状 1.2 自适应低频信号 况。 当系统发生绝缘故障时，信号会经过 1 测量原理 绝缘电阻和泄漏电容。然而，当系统容量很 大或电缆长度较长时，系统对地的泄漏电容 1.1系统设计 也会很大，达到几十微发甚至上百微法。当 IT 系统故障示意图如图 1 所示。，其电 系统发生绝缘故障时，若系统存在较大泄漏 源端带电导体不接地，只作负载外壳的保护 电容，设计过程中采用单频法、双频法无法 接地。当发生接地故障时，故障电流不返回 得到可靠的测试信息。 电源的直接通路，如果系统对地的泄露电容 根据基尔霍夫定律，电流同时经过电阻 不大，只能沿着 P