、装置简介

       直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害较大的故障。直流系统正极接地，可能造成继电保护误动，因为跳闸线圈接直流电源负极，系统再有一点接地或绝缘不良，可能引起保护误动；直流系统负极接地，系统再有一点接地或绝缘不良，可将跳闸回路或合闸回路短路，造成保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大，同时还可能烧坏继电器的触点或烧保险。

我公司自主设计制造的HDFE01便携式直流接地故障查找仪，能够适用于任何电压等级的直流系统，配备了高精度的检测钳表，通过对多种信号的高效处理大大提高了检测范围与抗干扰能力；采用了计算方法和模糊控制理论，将被检测支路的绝缘程度以绝缘指数及波形的形式表示出来，充分体现了人工智能的*性；对于接地点位置的断定，它们更是拥有准确的判断力，每次检测都能够指出接地点位置相对检测点的方向，从而快速、准确地实现环路接地检测。除此之外，用户可以根据自身系统需要在绝缘告警门限值范围内订制合适的绝缘告警门限值的设备，用户只需要将钳表上的档位与检测器上的量程对应起来就能实现直流接地的检测或者是绝缘程度的分析。

HDFE01便携式直流接地故障查找仪不仅重点解决了直流系统间接接地、非金属接地、环路接地、正负同时接地、正负平衡接地、多点接地等疑难故障的准确检测，并且还能准确的显示系统电压、对地电压、接地阻值，真正解决了运行及检修人员的后顾之忧。

本装置以系统安全为首要前提，按行业标准的高要求，以可靠的低频信号方式进行检测，并在现场进行了大量的实际应用，对系统无任何影响。

二、装置构成及原理

2. 1 装置的构成

该装置由信号发生器、故障检测器和信号采集器（钳表）三部分组成，信号发生器与直流系统正负母线和地相连，当直流系统出现接地故障后，它会 自动产生一个低频小信号，故障检测器与钳表独立于信号发生器，故障检测器与钳表之间使用连接线相连，通过对待检测支路漏电流信号的采集、分析，从而判断出该支路的绝缘情况。       

2.2 装置的工作原理

定位装置的工作原理是：当直流系统发生接地故障或绝缘降低(整个直流系统绝缘电阻小于报警整定值)，直流系统电压监测装置发出警报时，将信号发生器接入直流系统的正、负母线和地之间。信号发生器自动判断直流系统电压等级，自动判断接地故障的极性、接地程度，自动分析绝缘监测平衡电桥回路接线方式和平衡电桥电阻大小，形成信号输出的智能反馈，向直流正负母线和地间，发射适宜系统检测，对系统无影响的低频信号，并实时显示系统电压、正对地电压、负对地电压和系统对地绝缘总阻抗。

故障检测器检测各回路对地绝缘的直流信号漏电流，并模拟显示接地回路绝缘状态，判断出接地故障回路（支路），并继续沿故障回路（支路）检测出接地故障，将故障点准确定位。

信号发生器、故障检测器均采用微计算机技术，具有集成程度高，判断速度快，检测灵敏度高、抗干扰能力强、故障定位准确等特点。在软件处理上利用了模糊控制理论和通信的噪声理论，并依据直流系统的特点优化了算法，即使系统有大分布电容的干扰、电磁脉冲干扰和其它噪声干扰的影响，也能准确地判断出接地故障点，为接地故障的查找提供了有力的保障。在硬件的检测传感器，直流信号检测灵敏度高达0. 1mA，可检测150K-500K接地的检测灵敏度，使多点接地、环路接地、绝缘普遍降低等难以解决的问题迎刃而解。

 三．装置主要特点

1.高精度采样钳表

该装置采用了高分辨率（0. 1mA）信号采样直流钳表，能够实现对多点接地，高阻接地点的定位；

2. 接地点方向显示

该装置具有接地点方向显示，可以高效快速的处理复杂支路或环路中接地点的定位；

3. 具有绝缘指数显示功能

绝缘指数是为分析待测支路绝缘程度而引入说法，以0—100的数字形式来反映被测支路的绝缘程度，数字越大表示绝缘越差，该指数结合高精度钳表非常有利于多点接地与高阻接地的检测。

4. 具有波形显示功能

所谓波形显示，即在检测过程中检测器所搜索到的信号发生器的波形,其在查找接地过程中有非常重要的作用，合理利用检测器中的波形显示，可以大幅度的提升设备的检测范围与检测精度以判断的准确度。

 5. 操作简单，使用方便、快速

使用时只需将钳表钳住待测支路，按一下工作按键，3—6S即可完成一条支路的检测。

6. 信号发生器与检测器不受距离限制

在复杂的直流系统中，信号发生器接入点可能与接地查找点有着很长的一段距离，不过检测器并不受此距离的限制，可以在同一个系统中的任何一点进行查找。

7. 运行安全、可靠

信号发生器是需要接入直流系统之中的，这就对设备的安全性与根据直流系统现场的实际情况，信号发生器可智能式产生1.0—5.0mA 的信号电流，且大功率小于0.2W，适用于各类直流系统，对直流系统的安全运行、可靠运行提供了保障。

 四.装置主要技术指标

1. 可检测接地电阻范围　

系统电压为220V时：　0 -500KΩ

系统电压为110V时：　0 -250KΩ

系统电压为48V时：　 0 -50KΩ

系统电压为24V时：　 0 -10KΩ

3. 检测信号功率 ≤ 0.2W(信号发生器输出功率)

4. 抗对地分布电容值：

对地电容单支路≤8uF，系统对地总电容≤100uF；

5. 适用直流系统电压：

220V±10%，110V±10%，48V±10%，24V±10%，或用户提出其它电压等级；

 6. 环境温度：-35℃～+55℃；

7. 相对湿度：≤95%      

8. 总质量：   2.8kg  

9. 外形尺寸（铝合金包装箱）：460x240x120（mm）

武汉华顶电力设备有限公司编制

发电机部件造成一定的危害。结合现场测量数据对轴电压的性质作了分析，列举出对发电机造成损坏的各种情形。在其检测手段上，分别对轴绝缘检测法和轴电流测量法的原理进行了分析，对三峡电站的应用效果作了评估，比较了两种方HDFE01便携式直流接地故障查找仪开关电器用，法的特点优劣，提出了应用注意事项和优化手段。

轴电压的性质与轴绝缘系的必要性由于定、转子之间的气隙不均匀以及定子铁芯的局部磁阻较大、磁路不对称等原因，导致发电机的定子磁场存在不平衡，这会使得水轮发电机的转子上产生与轴相交的交变磁通和轴向的感应电势，即轴电压HDFE01便携式直流接地故障查找仪开关电器用，[1]。对于水轮发电机，由于机组转速不高，且通过设计制造和安装单位对机组安装质量的控制，机组正常运行时该感应电势对地不会太高，发电机上端轴轴电压一般不超过10 V，三峡电站机组的轴电压也大致处于这一水平。为某型水轮发电机的轴电压现场实录波形，该型机因定子磁路设计上的问题，轴电压偏高，峰值甚至达数十伏。电压谐波特征明显，但起主要作用的是基波与三次谐波[2]。以三峡某机型为例，通过FFT 分析，(如图2)当机端压为额定时，三次谐波占整个电压比例的一半以上。清华大学与福建省电力系统研究和生产单位合作，也获取了有价值的轴电压频谱数据[3]，结论与三峡机型的特征是吻合的。尽管轴电势有效值不大，但在发电机内部各种交变的脉冲磁场的作用下，其峰值可能很高。对水轮发电机而言，由于转子大轴电阻很小，且一般轴承与大轴间只有不到1 mm 的油膜间隙，如轴领与大轴间绝缘破坏，轴电压将沿轴承和底板形成闭合回路产生轴电流。视瓦面油膜破坏情况，轻则使润滑油劣化进一步恶化轴瓦的运行环境，轴承震动增大，重则对轴瓦放电甚至击穿，对轴瓦造成电气侵蚀，灼伤瓦面和镜板。除了对瓦面和镜板造成潜在损坏外，如果轴电流足够大，还会磁化大轴。已知发生过的故障轴电流系大值可达数百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽轮发电机发生轴承油膜被轴电压击穿而受破坏，导致较大轴电流。经过近4个月的检修再次起动并列时，由于轴向剩磁太大，转轴成为单极直流发电机，感应电动势产生的轴电流很快使轴瓦冒烟，被迫再次停机进行严格退磁，才使剩磁降低。正常的轴电压对设备本身并不产生直接危害，只有在轴绝缘破坏后才产生后果。因此，轴绝缘的监测的必要性逐渐成为广泛共识。从某种意义上讲，轴瓦的破坏程度取决于轴电流的幅值和作用时间;从运行角度来讲，运行人员需要随时或提前知道轴电流的变化或轴承绝缘的损坏程度。根据这两种取向，一次设备制造厂家就提出各种对轴绝缘进行监测的方法。

 轴绝缘监测方法为了防止轴电流对润滑油和轴瓦的损害，三峡电站机组主要采用两种防范手段。一是从结构上入手，在转子下端对大轴碳刷接地，在上端轴与上端轴领间加酚醛玻璃板绝缘，以防止轴电流形成回路，同时限制大轴对地电位;二是采用轴绝缘监测手段对轴绝缘进行监测，以保证在轴电流达到轴瓦的破坏电流值以前，通知运行人员，采取必要的措施。峡机组的生产厂家分别采用了两类不同的轴绝缘监测方案。一类监测方案是加装轴CT，通过监测轴电流系上端轴绝缘情况;另一类监测方案是采用两块SINEAX V604 通用可编程变送器利用姆欧法对上端轴轴领、轴领与大轴间的铜箔及大轴间的绝缘进行分段系，可参见图4。

2.1 轴CT 电流测量法通过轴CT 对通过大轴的交流电流的大小进行监测的方法是国内机组制造厂商普遍采用的种方法。轴电流监测装置能够通过轴CT 将发电机大轴上产生的轴电流检测出来，并根据不同的轴电流值发出相应的信号，从而有效地防止轴电流的破坏，保护轴承及轴领。同时，轴电流保护装置还可将测量值转换为电流或电压