3 直流系统接地故障检测方法
3.1传统平衡电桥法
传统平衡电桥法应用时间较长,是一种相对成熟的直流系统接地故障检测技术。其原理为通过测量与计算电路平衡电桥电流变化进而求得接地电阻。在应用平衡电桥法检测接地故障的过程中,应根据信号提示进行排查与处理,优先检测保留在空气环境中的直流系统部分,同时采用分段处理的方法准确定位故障点。
这种测量方式具有一定的局限性,在直流系统出现接地故障,但正负母线接地电阻升高水平一定的情况下,电桥依然维持平衡,检测结果不能体现系统的真实故障情况;在系统故障点较多、成因较为复杂的情况下,测量结果干扰性较强,不能准确定位故障;在接地故障位于电源供应设备的条件下,将不能通过拉路法定位故障点。
3.2交流法
直流系统接地故障交流检测技术主要包含低频信号注人法和变频信号注人法,其有如下具体特征。
(1)低频信号注人法检测方式有用钳形电流探头检测和在直流回路安装传感器检测,如图2所示。其原理是在电桥测量结果显示接地故障后,借助电容元件向直流系统注人低频信号,借助低频信号传递变化特征判定接地故障位置。此过程中,操作人员使用探头逐段检测线路与设备,对低频信号反馈进行连续收集,在回路内部低频电流信号出现显著变化的条件下,则认为该位置为接地故障点。该技术是对既有平衡电桥法的优化,通过辅助信号的应用实现故障定位,提升定位精度。其缺点在于向系统注人的低频信号尽管数值较低,但依然存在一定干扰的可能性,对于安全性能要求较高的电力系统,这种干扰形成的隐患十分严重;另外,检测准确度受电容设备影响大,对于整体电容水平较高的直流系统,注入信号的电容提供的电流起到的作用十分有限。
(2)变频信号注人法原理是在直流系统注人幅值相等的变频信号,根据变频信号传递变化特征判定接地故障位置。在直流系统存在接地故障时,线路中不同频率的信号存在异常变化,呈现出与正常状态明显不同的特征,由此可获取接地故障的相应信息。该技术解决了低频信号注人法信号源影响较小的弊端,但在直流系统整体电容或接地电阻水平较高的情况下,依然无法准确定位故障。
3.3直流法
直流法原理如图3所示。直流系统各支路上装设直流电流传感器,正常情况下负载两端电流I+ = I-,传感器输出的电流差值为零。当系统绝缘下降时,投入检测电阻,通过检测传感器输出的漏电流来计算接地电阻。
采用直流法检测接地故障时,其特征主要包含以下几点:测量使用的传感器安装在系统支路位置,直接对泄漏电流信号进行采集,避免了交流信号导人形成的干扰;能全面控制故障检测与设备运行的平衡性,提升系统运行的稳定性;系统检测接地电阻与支路所在位置电容无关。
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