摘要：海上石油平臺低壓系統與陸地電力系統有很大區別，其屬于中性點絕緣系統，在出現單相接地故障時，系統允許帶故障正常運行2 h，保證海上重要電氣設備不會立即關停。現以渤海某海上平臺為例，其原有的絕緣監視儀只能發出故障報警，并不能監測出到底是系統中哪一路負載出現了絕緣故障，需要平臺電氣專業人員將現場低壓負載回路逐個斷電進行故障排查，給接地故障查找帶來了非常大的困難。當低壓母排發生單相接地故障時，為了能時間鎖定故障點并方便現場電氣人員及時對接地故障進行排查、解決，提高低壓系統的穩定性，設計增加一套在線絕緣監測與定位系統，實現了絕緣故障回路的定位。現就絕緣監測及定位系統的實施方案及效果進行了探討分析。

關鍵詞：海上平臺；低壓絕緣監測；定位系統；實施方案

0 引言

海上石油平臺低壓電網系統屬于獨立電網系統，為了保證平臺生產，平臺的低壓用系統不能因某一路負載的絕緣故障而關停，因此平臺400V低壓電力系統采用中性點絕緣系統。中性點絕緣系統的特點是當系統發生單相接地時，各相間的電壓大小和相位保持不變，三相系統的平衡沒有遭到破壞，故在短時間內可以繼續運行。但是若長時間帶故障運行，會造成相間短路，或者單相弧光接地時，使系統產生諧振而引起過電壓，給平臺生產造成很大壓力。

渤海某石油平臺原有的絕緣監測設備只能監測整段母線的絕緣水平，不能監測出具體是哪一路負載存在絕緣故障。因此，需要增加一套在線絕緣監測與定位系統，實現絕緣故障回

路的定位。本文以渤海某海上平臺為例，就此問題進行探討分析。

1平臺電站低壓系統分析及絕緣監測定位系統意義

1.1 中性點不接地系統分析

在中性點不接地系統中，由絕緣故障RF引起的對地漏電流IF只能通過系統對地泄漏電容構成回路，如圖1所示。（1）熔斷器或空開不動作；（2）系統發生單點對地故障時，系統電力供應不會中斷；（3）系統或負載回路不會分斷；（4）絕緣監視設備顯示絕阻值下降或輸出報警信號。

圖1 負載電流向量分解圖

1.2 現有絕緣監視儀表存在的問題

在海上平臺低壓400V系統中，只在每段母排上設置絕緣檢測儀，但現有的絕緣監視儀表存在以下問題：

（1）只能顯示整段母線的絕緣阻值，不能反映出哪一回路，當前A段負載有116路；

（2）只能監視工頻交流供電系統，不能監視頻率變化的交流供電系統；

（3）只能測量純交流供電側的絕緣失效，不能對含有直流成分的供電側進行測量；

（4）不能自適應系統分布電容（漏電容）的變化，這樣會導致絕緣監視儀表失效或給出錯誤的絕緣阻值。

1.3 絕緣監測及定位系統的意義

IT系統中當系統內發生單個對地絕緣故障時，系統允許帶故障運行，當系統內發生個故障且故障在不同相時，系統對地構成相間短路，導致線路熔斷器或空開動作，線路供電中斷，因此，在發生次絕緣故障時，絕緣檢測儀應立即發出報警信號，并找出故障回路，在個故障到來之前排除個故障，為及時排除故障贏得時間。

2 絕緣監測及定位系統的實施方案及效果

2.1 絕緣故障定位系統原理

因IT系統中的對地漏電電流為固定值且很微小，約為系統電容電流，因此，普通電流測量儀器不能測出具體哪個負載出現絕緣故障。本平臺使用絕緣監視儀AIM-T500L，該設備是在普通絕緣監視儀的基礎上引入PGH絕緣故障檢測等裝置，來完成故障定位，具體原理如圖2所示。

圖2 采用絕緣監測定位系統圖

圖中絕緣監視儀AIM-T500L連接在系統和大地之間，不間斷測量系統內的相線和地之間的電阻值。當阻值降低至預先設定的報警值后，絕緣監視儀報警，觸發PGH絕緣故障測試裝

置，對地閉合測試開關，改變對地故障電流，以此來發送測試電流信號。

該測試電流信號經過絕緣故障點、大地、PGH和安裝在各回路中的測量電流互感器構成回路。該測試電流數值的大小因系統額定電壓和絕緣故障阻值的大小而異，但根據不同的

系統，可限制在1/2.5/10/25/50 mA以內，以保護單相故障時各系統的安全性，發生絕緣故障的回路上的測量電流互感器檢測到該測試電流信號，輸出報警信號，鎖定絕緣故障回路，

實現絕緣故障回路的定位。

2.2 設備組成

主要應用的設備包括1臺絕緣監視儀AIM-T500L、負載回路數量等同的絕緣故障評估儀AIL200-12和測量CT、1臺RTU網關。

2.3 絕緣故障定位系統方案實施及效果

2.3.1 方案實施步驟

步，安裝絕緣監視儀AIM-T500L在平臺ACB開關柜的面板上。

步，安裝絕緣故障評估儀AIL200-12在每屏負載柜端子排上，每臺絕緣故障評估儀能監測12個回路左右，滿足每屏負載柜的回路數。

第三步，安裝毫安級開合式零序電流互感器在每個負載回路上，測量CT為開合式，無需斷電安裝，直接套在開關出線電纜上。

，連接各評估儀和監視儀等設備之間的通信電纜，方案示意圖如圖3所示。

圖3 實施方案示意圖

2.3.2 系統原理圖

方案實施后低壓400V系統及絕緣監測定位系統原理圖如圖4所示。

圖4 系統原理圖

2.3.3 效果展示

方案實施后，現場400V系統A段負載中有一個回路絕緣為零，利用此回路來驗證本系統是否能夠定位。

步驟1：將絕緣監測及定位系統上電投入使用，此時系統絕緣阻值為371kΩ，絕緣正常，AIM-T500L無報警。

步驟2：將已知的故障回路投入后，絕緣監視儀顯示絕緣阻值＜1kΩ，低于設定報警值30kΩ，報警指示燈亮，并發出測試電流啟動定位。

步驟3：經過5s左右的時間查找，成功定位到故障回路，定位成功指示燈亮起，并在液晶顯示屏上顯示定位信息，故障顯示信息（ADR：12 K10 014 mA），通過查找盤柜對應表，故障回路為LA11盤柜第8個回路，與現場一致，如圖5所示。

圖5 現場測試儀顯示圖

3 安科瑞工業用絕緣監測儀介紹

3.1 概述

隨著工業科技的發展，漏電流對工業生產安全構成了很大的威脅。為了提高供電的連續性和可靠性，許多重要生產場所采用了不接地供電系統。安科瑞AIM-T系列工業用絕緣監測儀主要應用于工業領域如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心及應急電源等的交流不接地系統中，用來實時監測系統對地的絕緣狀況，當系統p出現接地故障時，及時報警，提醒相關人員排查故障。產品的設計嚴格按照國家標準和規范進行。

3.2 AIM-T系統工業用絕緣監測儀介紹

AIM-T系列絕緣監測儀主要應用在工業場所IT配電系統中，用來監測IT系統對地絕緣狀況，在系統出現絕緣故障時及時報警，以提醒電氣維護人員對故障及時排查。產品主要包括AIM-T300\AIM-T500兩大系列，其中兩款絕緣監測裝置除去適用電壓等級不同以外，均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統。

3.3 AIM-T系列絕緣監測儀應用

AIM-T300絕緣監測儀主要適用于在450V以下交流、直流以及交直流混合的不接地系統中；AIM-T500絕緣監測儀主要適用于800V以下交流、直流以及交直流混合的不接地系統中。用于給礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心以及應急電源等場所的IT系統中，實時監測IT系統對地的絕緣狀況。同時AIM-T500支持雙套IT系統母線互聯功能，即當兩套IT系統通過母聯合為一套IT系統時，只有1臺絕緣監測儀工作，另一臺在檢測到母聯開關閉合后，自動停止絕緣監測功能。絕緣監測裝置在主配電系統中的應用示意圖如下所示。

3.4 安科瑞工業用絕緣檢測儀選型

4 結束語

傳統的絕緣監視儀只能監測系統的絕緣阻值，不能具體定位到故障回路，且隨著系統擴容等現場條件的影響，系統分布電容會發生變化，從而導致傳統的絕緣監視儀測量不準確甚至失效。絕緣監測及定位系統，從測試的結果來看，在線絕緣監視儀監測系統測量阻值非常準確，在監測到系統絕緣故障后，能夠在數秒內準確地定位出故障回路，不再需要平臺電氣專業人員將現場低壓負載回路逐個斷電，進行故障排查，無論從功能、安全還是時效來看，都遠遠優于傳統的絕緣監測手段。

絕緣監測及定位系統的AMP測量法，可自適應系統分布電容變化，更加地測量三相與地之間的絕緣阻值，且能快速定位到故障點，能適應包括IT系統絕緣監測、UPS等供電系統絕緣監測、油井電泵絕緣監測等系統，為海上平臺絕緣故障提供更高效的保護方案。