安科瑞赵梦玲

海上平台低压系统通常使用IT系统，当出现单相接地故障的时候，故障电流非常小，不足以刺激保护装置的动作从而导致故障设备的自动跳闸，从而能够保持装置运行状态不间断，供电连续性更好。但是如果故障不及时消除故障电流及过电压就会引起短路，引起断电停产，增加火灾及人身触电事故几率。所以需要设置绝缘监测装置对接地故障进行即时报警及故障点定位，以便及时消除故障以确保平台正常生产及人员安全。

0 行业背景

海洋平台电力系统是一个孤岛系统，往往是单一电源供电，在出现故障停电情况下，不但会使平台停止生产，损失经济效益，而且在严重故障情况下，还会出现触电事故，甚至引发火灾，危害平台安全，因此在油气处理用电设备数量众多的低压系统中普遍使用IT系统IT系统单相接地失效后，故障电流非常小，不足以刺激保护装置动作，本实用新型使得故障设备能够自动跳起，从而能够保持设备运行状态不间断且供电连续性更好。海上石油平台低压电网系统是一个独立的电网系统，为确保平台投产，平台低压用系统不可能因某路负荷发生绝缘故障停运，所以平台400V低压电力系统为中性点绝缘系统。中性点绝缘系统具有系统单相接地后各相电压大小及相位基本不变、三相系统平衡不被破坏、因而能在短期内连续工作等特性。但如果带故障运行时间较长，则可能导致相间短路或单相弧光接地，从而导致系统发生谐振导致过电压，对平台的生产带来巨大的压力。

长期以来IT系统发生单相接地故障时只能靠人工逐一断开数百个负载回路来排查，不仅耗时费力，还会破坏设备供电的连续性，另外频繁开断断路器也可能会引起操作过电压。因此有必要安装带故障定位的绝缘监测装置在发生接地故障时立即报警并定位故障点从而及时排除故障，保证平台的正常生产和人员安全，并可将监控信息通过工业以太网接入全矿的综合管控平台，实现整个低压配电系统的远程监控。

1 IT系统优缺点分析

IT系统示意图如图1所示，即电源变压器二次侧中性点不接地，用电设备外壳接地。海上平台低压配电系统一般不引出N线，也无PE线，用电设备外壳直接经平台钢结构接地。

图1

1.1主要优点

系统发生单相绝缘故障时故障电流为系统对地电容泄漏电流，数值很小，不会引起继电保护装置动作，保证了供电连续性;故障时线电压保持不变，也就不会影响三相用电设备的正常运行，另外较小的故障电流形成的接触电压很低，不会对人体造成伤害以230V系统中的某一相为例，如图2所示。

图2

1.2主要缺点

系统发生单相绝缘故障时，虽然故障电流数值较小，但若该电流长时间侵袭电缆和设备的绝缘，可能引起故障点绝缘燃烧，导致相与相之间的故障 ;单相绝缘故障时非故障相的对地电压会由相电压升高为线电压长时间不排除故障可使非故障相也出现新的故障形成两相接地短路。当配电线路过长时线路分布电容较大IT系统将等效于TT系统，若发生绝缘故障，故障电流会显著变大 ，产生危险的接触电压，导致人身触电事故的发生，以230V系统某一相为例如图3所示。

图3

2 产品介绍

AIM-T500L系列工业绝缘监测及故障定位系统是安科瑞电气专为工业场合如矿井、玻璃厂、电炉和试验设备、船舶、冶金厂、化工厂、爆炸危险场所、计算机中.心及应急电源等IT配电系统而研发。

主要应用的设备包括1台绝缘监视仪AIM-T500L、负载回路数量等同的绝缘故障评估仪AIL200-12和测量CT、ASG200测试信号发生器、1台RTU网关。

该系统功能丰富，包括绝缘电阻监测、绝缘故障预警、绝缘故障报警、事件记录、参数设置、通讯组网等，当系统出现接地故障时，能及时报警，并准确定位故障发生的具体回路，以提醒相关人员及时排查故障。

因IT系统中的对地漏电电流为固定值且很微小，约为系统电容电流，因此，普通电流测量仪器不能测出具体哪个负载出现绝缘故障。本平台使用绝缘监视仪AIM-T500L，该设备是在普通绝缘监视仪的基础上引入PGH绝缘故障检测等装置，来完成故障定位。

绝缘监测即监测系统的绝缘阻抗，基于欧姆定律，采用低频电流注入法系统由绝缘监测仪、测试信号发生器、故障定位仪和传感器即电流互感器组成如图4所示。

图4

3 功能介绍

AIM-T500L绝缘监测仪具有以下功能：

实时监测IT系统的对地绝缘电阻，电阻越限时启动故障预警或报警功能；继电器报警输出、LED报警输出等多种故障指示方式；事件记录功能，方便操作人员查看分析故障类型和发生时间，判断系统运行状况；自检功能，可一键实现仪表硬件电路的故障自检；断线监测，实时监测PE/KE功能接地线连线状况；一路RS485接口，标准Modbus-RTU协议；一路CAN通讯，自定义协议，用于和信号发生器、故障定位仪信息交互；应用范围广，适用于交流、直流以及交直流混合IT系统。

ASG200测试信号发生器具有以下功能：

指示故障所在相线；支持手动启动定位用于测试通讯线路；采用CAN总线技术，方便与系统内其它设备进行数据交互。

AIL200-12绝缘故障定位仪具有以下功能：

定位并指示故障所在支路；单个AIL200-12*多可定位12个回路；每个IT系统*多可接90只定位仪，总计定位1080回路；采用CAN总线技术，方便与系统内其它设备进行数据交互。配合使用AKH-0.66L系列电流互感器作为监测互感器，变比1000:1，按照回路额定电流选择合适孔径；

4 结语

为海上石油平台低压IT系统配置绝缘监测装置后，不仅可在线监测系统的绝缘电阻和泄漏电容还可对部分重要回路的绝缘阻抗进行监测预防绝缘故障的发生。发生绝缘故障后绝缘监测装置能发出报警并自动或人工定位故障回路，可及时切除故障回路 杜绝二次故障的发生，保证供电连续性提高系统安全性。