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配電系統(tǒng)絕緣故障定位信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

作者： 時(shí)間：2017-03-23 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏


（2）IT系統(tǒng)交流頻率自適應(yīng)法。因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的多樣性，工作電壓不一定就是50Hz，實(shí)際中的電壓頻率可能更高或更低，因此要通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的交流頻率。監(jiān)測(cè)模塊將比較L1、L2線(xiàn)間的電壓，UL1＞UL2和UL1＜UL2的時(shí)間分別記為t1和t2。因?yàn)殡妷罕容^時(shí)存在一定的閾值電壓，所以會(huì)存在t1＞t2或t2＞t1的現(xiàn)象。如果t1+t2=20ms（即系統(tǒng)交流頻率為50Hz），出現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)地絕緣故障時(shí)，就可在與之間截取一段寬度為0.4ms的脈沖，在與之間截取一段寬度為0.4ms的脈沖。

如圖4所示，在系統(tǒng)電壓的每個(gè)周期，信號(hào)發(fā)生器截取2次脈沖，分別在L1-L2的正半波波峰處（圖4中第二行），以及L1-L2的負(fù)半波波峰處（圖4中第三行）。若故障點(diǎn)在L1線(xiàn)上，則在L1-L2的負(fù)半波波峰處截取的脈沖波形可以在故障支路上表現(xiàn)為正，能被絕緣故障定位儀監(jiān)測(cè)到；若故障點(diǎn)在L2線(xiàn)上，則在L1-L2的正半波波峰處截取的脈沖波形可以在故障支路上表現(xiàn)為正，能被絕緣故障定位儀監(jiān)測(cè)到。

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圖4 L1、L2間電壓及截取的脈沖電壓

如果t1+t2=10ms，考慮到脈沖有效值小于50V的需求，那么可以不用每個(gè)周期截取2次脈沖（L1-L2正半波，L1-L2負(fù)半波），而選擇每?jī)蓚€(gè)周期截取兩次脈沖（L1-L2正半波，L1-L2負(fù)半波）。其它頻率依次類(lèi)推即可。

定位信號(hào)發(fā)生器實(shí)物如圖5所示，它采用DC 24V供電，面板上有“運(yùn)行”、“通訊”以及“測(cè)試”LED指示燈顯示工作狀態(tài)。

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圖5 某醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室IT系統(tǒng)應(yīng)用圖

當(dāng)IT配電系統(tǒng)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)，信號(hào)發(fā)生器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)頻率。當(dāng)IT配電系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)接地故障時(shí)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生測(cè)試脈沖信號(hào)，配合絕緣監(jiān)測(cè)儀、絕緣故障定位儀定位故障支路。

信號(hào)發(fā)生器已通過(guò)型式試驗(yàn)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前已成功應(yīng)用于某醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室，如圖6所示。通過(guò)通信線(xiàn)路，絕緣監(jiān)測(cè)儀、絕緣故障定位儀和信號(hào)發(fā)生器構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)發(fā)生器上電后自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)測(cè)模式，監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的頻率。當(dāng)絕緣監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)到IT系統(tǒng)發(fā)生對(duì)地絕緣故障時(shí)，通過(guò)通信線(xiàn)路，啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器和絕緣故障定位儀，進(jìn)入信號(hào)發(fā)生模式和故障定位模式。

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圖6 信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的波形

在實(shí)際工程應(yīng)用中，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖波形如圖7所示。

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圖7 絕緣故障定位儀監(jiān)測(cè)到的波形

由圖7可知，該波形存在大量的雜波干擾，峰值也較理論的偏?。▓D中正弦波形為系統(tǒng)電壓，作為比照），但還是滿(mǎn)足絕緣故障定位要求。在絕緣故障定位儀端監(jiān)視到的波形，經(jīng)過(guò)濾波等預(yù)處理操作后。監(jiān)測(cè)到的脈沖波形比干擾波形要高，形成一個(gè)明顯的落差。通過(guò)設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝担浜厦}沖寬度等條件，可準(zhǔn)確判斷出此支路是否有測(cè)試信號(hào)通過(guò)，即此支路是否有絕緣故障。

監(jiān)測(cè)到故障支路后，絕緣故障定位儀顯示故障支路數(shù)，同時(shí)通過(guò)通信線(xiàn)路，將故障支路信息返回給絕緣監(jiān)測(cè)儀。絕緣監(jiān)測(cè)儀收到信息后立即報(bào)警，通過(guò)界面顯示故障支路數(shù)，同時(shí)命令信號(hào)發(fā)生器和絕緣故障定位儀停止發(fā)出信號(hào)和故障定位，信號(hào)發(fā)生器再次進(jìn)入監(jiān)測(cè)模式。

在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，模擬絕緣故障100次，絕緣故障定位率為100%，這充分證明了該信號(hào)發(fā)生器的可行性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器具有自適應(yīng)IT系統(tǒng)頻率，注入高峰值、低有效值脈沖波形，多系統(tǒng)組網(wǎng)等功能，并可通過(guò)面板指示燈顯示當(dāng)前工作狀態(tài)。該信號(hào)發(fā)生器符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，配合絕緣監(jiān)測(cè)儀、絕緣故障定位儀，能為IT系統(tǒng)提供安全、可靠的供電解決方案。

參考文獻(xiàn)
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Part 9: Equipment for insulation fault location in IT systems(end)
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