安科瑞AIM-T500L故障定位絕緣監(jiān)測系統(tǒng)在船舶配電系統(tǒng)中的應用

【摘要】為提高對絕緣故障設(shè)備的排查效率、保障船電網(wǎng)的**運行，以某半潛打撈船為例，對低壓絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)在低壓配電系統(tǒng)中的應用情況進行介紹。研究表明: 低壓絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)能快速準確地查找并定位絕緣故障設(shè)備所在的支路，可顯著節(jié)省排查時間、提高工作效率。

【關(guān)鍵詞】低壓配電;絕緣監(jiān)測;故障定位;效率

隨著現(xiàn)代船舶自動化程度的提高，以及船員生活環(huán)境的改善，船舶電氣設(shè)備的數(shù)量逐漸增加，船舶配電網(wǎng)絡愈發(fā)復雜。此外，船舶電氣設(shè)備的運行環(huán)境較為惡劣，往往會導致船舶電氣設(shè)備出現(xiàn)絕緣故障。當船舶電氣設(shè)備絕緣電阻降低或損壞時，可能造成短路，嚴重時將引發(fā)火災，威脅電網(wǎng)系統(tǒng)和船舶的**。

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項目分析

本船采用三相三線絕緣(Isolated Terra，IT)配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的電源中性點不接地，且所有電氣設(shè)備的外露可導電部分設(shè)置保護接地 (Protective

Earthing，PE)。IT 配電系統(tǒng)示意圖見圖1。IT 配電系統(tǒng)的供電連續(xù)性較好、**性較高，對電路和電氣設(shè)備絕緣性能的要求也較高。

IT 配電系統(tǒng)具有特殊的供電特性，當系統(tǒng)**次出現(xiàn)故障時，不會切斷供電。當系統(tǒng)發(fā)生**次故障且故障在不同相時，系統(tǒng)對地構(gòu)成相間短路，線路熔斷器或空氣開關(guān)作出響應，線路供電中斷。

綜合考慮 IT配電系統(tǒng)的供電特點以及船級社的相關(guān)要求，本船在400V主配電板、230V主配電板、應急配電板的匯流排上均設(shè)有絕緣監(jiān)測儀(Insulation Monitoring Device，IMD)，用于持續(xù)監(jiān)測本船低壓電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。IMD 能在絕緣電陽異常時發(fā)出報警信號，IMD的循環(huán)電流不超過30mA123]，同一個配電板中只能配備一套IMD本船配備了綜合電力推進系統(tǒng)，推進、作業(yè)船舶日用負載均由船舶主電站供電。

本船配電系統(tǒng)由2套6600V配電板、2套400V配電板、2套230V配電板、1套應急配電板組成。在 DP2動力定位工況下，本船需要運行6臺主發(fā)電機，分A、B兩組進行供電，6臺主發(fā)電機的負荷率超過 90%。與主配電板和應急配電板不同，本船的低壓配電板不宜按相同方式設(shè)置IMD。這是由于當IMD監(jiān)測到某個支路出現(xiàn)絕緣故障時，將立即發(fā)出報警信號，相關(guān)操作人員需要查找并隔離絕緣故障支路以保證電網(wǎng)的**運行。然而，IMD 并不能檢測出哪個支路出現(xiàn)了絕緣故障，往往需要操作人員逐個排查。本船每套配電板上有 150個開關(guān)，逐個排查不僅需要花費大量的排查時間，還會影響各支路負載的正常運行.

為提升本船低壓配電系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測水平，在不中斷系統(tǒng)運行的情況下能快速準確地查找并定位故障支路，本船低壓配電系統(tǒng)采用了絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)，不僅方便操作人員對絕緣故障進行排查，還能確保電力系統(tǒng)工作的連續(xù)性與可靠性。

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產(chǎn)品介紹

AIM-T500L系列工業(yè)絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)是安科瑞電氣專為工業(yè)場合如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設(shè)備、船舶、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心及應急電源等IT配電系統(tǒng)而研發(fā)。

該系統(tǒng)功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、事件記錄、參數(shù)設(shè)置、通訊組網(wǎng)等，當系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時，能及時報警，并準確定位故障發(fā)生的具體回路，以提醒相關(guān)人員及時排查故障。

絕緣監(jiān)測即監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣阻抗，基于歐姆定律，采用低頻電流注入法系統(tǒng)由絕緣監(jiān)測儀、測試信號發(fā)生器、故障定位儀和傳感器即電流互感器組成如圖4所示。

絕緣監(jiān)測儀向低壓系統(tǒng)注入低頻交流信號，絕緣監(jiān)測儀內(nèi)含有對工頻電流極高而對低頻電流極低的阻抗。當系統(tǒng)沒有發(fā)生絕緣故障時，該主機可測量系統(tǒng)和每個回路的對地絕緣電阻和泄漏電容，通過設(shè)置絕緣阻抗預設(shè)值可實現(xiàn)對絕緣故障的預防;當系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時，低頻電流信號通過故障點經(jīng)大地回到絕緣監(jiān)測儀，絕緣監(jiān)測儀通過計算分析后發(fā)出故障報警故障定位裝置通過電流互感器定位故障回路。

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AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀功能介紹

實時監(jiān)測IT系統(tǒng)的對地絕緣電阻，電阻越限時啟動故障預警或報警功能；繼電器報警輸出、LED報警輸出等多種故障指示方式；事件記錄功能，方便操作人員查看分析故障類型和發(fā)生時間，判斷系統(tǒng)運行狀況；自檢功能，可一鍵實現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢；斷線監(jiān)測，實時監(jiān)測PE/KE功能接地線連線狀況；一路RS485接口，標準Modbus-RTU協(xié)議；一路CAN通訊，自定義協(xié)議，用于和信號發(fā)生器、故障定位儀信息交互；應用范圍廣，適用于交流、直流以及交直流混合IT系統(tǒng)。

ASG200測試信號發(fā)生器具有以下功能：

指示故障所在相線；支持手動啟動定位用于測試通訊線路；采用CAN總線技術(shù)，方便與系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互。

AIL200-12絕緣故障定位儀具有以下功能：

定位并指示故障所在支路；單個AIL200-12*多可定位12個回路；每個IT系統(tǒng)*多可接90只定位儀，總計定位1080回路；采用CAN總線技術(shù)，方便與系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監(jiān)測互感器，變比1000:1，按照回路額定電流選擇合適孔徑；

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技術(shù)指標