摘要：变电站二次电缆线芯若绝缘不满足要求，将造成电流采样异常、直流接地、电压回路短路等各种影响，严重时将导致保护拒动作、误动作。而现场施工过程中，继保人员难以实现全程旁站验收，电缆铺设过程中的野蛮拖拽和施工人员绝缘测量数据的造假将给变电设备的安全运行带来隐患，近年来，由于电缆绝缘问题而造成的电力安全事故时有发生。目前没有好的装置或软件能实现对电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测，二次回路绝缘自动检测仪的研制必将具有广阔的应用前景。本文针对变电站二次回路验收的现状，设计一种绝缘自动检测装置，使得二次回路绝缘检查验收更加智能、可靠、高效。
关键词：绝缘；验收；兆欧表；二次电缆；自动检测
背景
目前，我国电网变电站的继保自动化保护基本上都已经是采用微机保护。要保证微机保护的可靠工作，必须保证二次回路尤其是CT、PT、控制回路的可靠性，才能避免微机保护的误动和拒动。
CT回路绝缘出现问题，该回路二次电流会出现分流，导致去到保护装置的电流采样与现实不符。对于差动保护，差动电流为各侧负荷电流采样之和，正常运行时差流为0，但是当某一电流回路绝缘异常，电流回路出现分流，使保护装置采样到的电流变少从而使差流变大，当采样异常值超过保护定值时，差动保护误动作跳闸，造成保护设备误动作事件。而当另一种情况，实际一次设备故障形成故障电流，但由于分流情况存在，保护装置采样电流变少而未达到保护动作定值，使保护拒动作，导致越级跳闸扩大事故范围。PT回路绝缘出现问题，会导致上一级PT回路空气开关过流保护跳闸，使整段母线PT回路二次失压，所有该段母线相关的微机保护失去电压采样。控制回路绝缘出现问题，分合闸回路会出现直流接地或环网，为控制回路埋下保护或开关拒动、误动的隐患。
为保证二次回路的可靠性，《南方电网继电保护检验规程》要求，新安装装置屏柜接线前须用1000V兆欧表测量各回路（线芯）对地和各回路（线芯）相互间绝缘电阻，且其阻值均应大于10MΩ。屏柜接线后装置及二次回路绝缘检查对直流控制回路，用1000V兆欧表测量回路对地及相互间的绝缘电阻，其阻值均应大于1MΩ。对电流、电压回路，将电流、电压回路的接地点拆开，分别用1000V兆欧表测量各回路对地的绝缘电阻，其绝缘电阻应大于1MΩ。对使用触点输出的信号回路，用1000V兆欧表测量电缆每芯对地及对其他各芯间的绝缘电阻，其绝缘电阻应大于1MΩ。而现场施工过程中，继保人员难以实现全程旁站验收，电缆线芯较多时，手动摇表测量线芯绝缘电阻工作量巨大且极易错漏，电缆铺设过程中的野蛮拖拽和施工人员绝缘测量数据的造假将给变电设备的安全运行带来隐患，不一定能在验收过程中就一一排除。近年来，由于电缆绝缘问题而造成的电力安全事故时有发生。
本文研究一种电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测仪，能有效地解决电缆绝缘测量工作量巨大及易遗漏问题，改变传统须要人为检验方式，对二次回路实现全面化和高效化的检查验收，为电力电网系统的长期运行提供了有力的保障。
1 系统介绍
数字式兆欧表一般由直流电压变换器将电池电压转换为直流高压电作为测试电压，这个测试电压施加在被测物上产生的电流经电流电压转换器转换为相应的电压值，然后送入模数转换器变为数字编码，再经微处理器计算处理，由显示器显示出相应的电阻值。数字式兆欧表的电路原理框图如图1所示。
绝缘自动检测装置原理图（图2）
绝缘自动检测装置具体原理如（图2）所示。利用MCU的IO口驱动继电器，控制测量切换，实现每条线芯对地或者任两条线芯间的绝缘电阻测量：（1）线芯对地绝缘测量，选取某条线芯为地线（如线芯1），则控制ZJL1和ZJEq（1<q<n+1）继电器励磁，可以分别测量每条线芯对地绝缘电阻；（2）线芯间绝缘测量，控制ZJLp和ZJEq（1<p，q<n+1且pq）继电器励磁，通过次组合，可分别测量各线芯间绝缘电阻。
以某实际案例对测试原理进行说明：220kV线路保护改造，220kV电压回路需重新接入。每套保护需要接入220kV PT屏的二次电缆有1M母线电压A630、B630、C630、N600；2M母线电压A640、B640、C640、N600。
线芯对地绝缘测量：选取某条线芯为地线（ZJL1接地），分别把A630、B630、C630、N600电缆接入本装置ZJL2、ZJL3、ZJL4、ZJL5、；再分别把A640、B640、C640、N600电缆接入本装置ZJL6、ZJL7、ZJL8、ZJL9，选取线芯对地绝缘测量功能，装置控制ZJL1和ZJEq（1<q<n+1）继电器励磁，可以分别测量每条线芯对地绝缘电阻，并生成数据。
线芯间绝缘测量：分别把A630、B630、C630、N600电缆接入本装置ZJL2、ZJL3、ZJL4、ZJL5、；再分别把A640、B640、C640、N600电缆接入本装置ZJL6、ZJL7、ZJL8、ZJL9，选择两条线芯间的绝缘电阻测量功能，就可以把以上8条二次电缆芯之间的绝缘测量出来并生成数据。
上述所有测量通过软件控制实现，测试人员只需要将线芯接入接线柱，设置所测线芯数目，则可以一键完成多电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测，并将每次绝缘测量自动输出检测结果并生成报告。
2 系统优势
实施本电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测仪，具有如下优点：支持多线芯同时检测，有效解决了电缆线芯较多时，手动摇表测量线芯绝缘电阻工作量巨大且极易错漏的问题；线芯接入仪器采取弹簧夹紧式，操作方便，接触良好；自动切换测量线芯间绝缘或线芯对地绝缘，利用MCU的IO口驱动继电器，控制测量切换，实现每条线芯对地或者任两条线芯间的绝缘电阻测量；每次绝缘测量自动输出检测结果并生成报告。
二次电缆是继保室各二次屏柜间或至高压室、高压场地的二次设备的连接中介，在电缆敷设过程中容易出现磨损等问题，导致电缆芯绝缘降低。无论是在技改工程还是新站投产工程的验收中，每个间隔的二次回路电缆芯数量都相当大量，现场施工过程中对电缆每芯对地及对其他各芯间的绝缘电阻检查验收继保人员难以实现全程旁站验收，如果要等继保人员到场验收完再接进端子排，又对工作进度造成严重影响。电缆线芯较多时，手动摇表测量线芯绝缘电阻工作量巨大且极易错漏，再加上可能出现的施工人员绝缘测量数据的造假，将给变电设备的安全运行带来隐患。采用本电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测仪，测试人员只需要将线芯接入接线柱，设置所测线芯数目，则可以一键完成多电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测，并将每次绝缘测量自动输出检测结果并生成报告，有效杜绝了测量数据的造假，安装调试人员可在保护人员未到场情况下，完成绝缘检查测试，进行二次线接入工作，有效保证施工计划的进行。
3 结语
本文分析了电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测仪系统的组成、功能及优势，并通过实际测试，证明了该系统可以有效地解决电缆绝缘测量工作量巨大及易遗漏问题，改变传统须要人为检验方式，对二次回路实现全面化和高效化的检查验收。不仅可以节省人力成本、提高工作效率，还能更加可靠、更加全面、更加便捷地对变电站的二次回路完成检测，保证电网安全稳定运行。
参考文献：
[1]联芸、郑鑫、包元庆.500kV变电站二次回路绝缘问题导致主变跳闸事故的分析.电工技术，2011.8.
[2]高士涛、张建锋.CT回路绝缘引起的母线保护误动分析.河南科技，2011，1.
[3]陈东然，电力系统二次回路绝缘问题分析及检测，中国新技术新产品，2018.NO1.下
作者简介：梁广贤（1985），男，广东东莞。工程师，工学学士，主要从事变电站继保自动化专业方向。
基金项目：中国南方电网公司职工创新项目“电缆多线芯对地及线芯间绝缘自动检测仪”（项目编号：031900KK52190005）
Foundation item：Supported by the Technical Projects of China Southern Power Grid“Automatic Insulation Detecting Instrument for testing the Insulation degree of multi-core cable with core-to-core or core-to-ground ”（No.031900KK52190005）
论文作者:梁广贤
论文发表刊物:《云南电业》2019年5期
论文发表时间:2019/10/30
标签：回路论文; 测量论文; 电缆论文; 电阻论文; 电流论文; 电压论文; 装置论文; 《云南电业》2019年5期论文;