羅玄之.
安科瑞電氣有限公司 *** 上海嘉定區201801
摘要：海上石油生產是一項高風險作業，對電力系統的穩定性要求很高。 海洋平台的移動裝置大多採用400V電壓供電，受海上潮濕環境的影響，電氣裝置絕緣故障頻發，極大地影響了平台的安全生產。 目前絕緣監測多採用低壓板櫃整體監測，當發生絕緣低故障報警時，面板所有裝置的絕緣只能在斷電狀態下逐一檢查，這種方法無法實現單台裝置的實時監測，無法滿足無人化、智慧型化海上石油平台的發展需求。 本文介紹的保溫監測系統已應用於多個海上石油平台，可實現對裝置保溫狀態的遠端監控，及時檢測裝置保溫故障，消除裝置執行風險。
關鍵詞：海上石油平台; 絕緣監測; 故障定位; 智慧型。
1 概述。 大多數海上石油平台由自給自足的發電站供電，電力系統的穩定性對平台的安全生產至關重要。 目前，大多數海上石油平台使用35kV以下的電力系統，根據平台電力系統電壓等級的不同，配電系統採用不同的接地方式，參考目前海上石油平台的設計和使用狀況，電壓等級為10級對於5kV以上的中高壓配電系統，多採用中性點小電阻接地系統（變壓器中性點通過接地電阻櫃接地）或高電阻接地系統（中壓母線通過接地電阻櫃與接地變壓器接地），對於400V以下的低壓配電系統，多採用中性點非接地系統（即IT系統）。
2.中性點不接地系統（IT系統）的特點。
根據國際標準IEC 60364，區分了三種不同型別的接地系統，分別由兩個字母程式碼TN，TT和IT表示。 第乙個字母表示電源與接地的關係：t表示電源直接接地; i 表示電源側的所有帶電部分均未接地或有一點通過阻抗接地。 第二個字母表示電氣裝置的裸露導電部分與接地的關係：t表示電氣裝置的裸露導電部分直接接地，並且該接地點在電源端與接地點電無關; n 表示電氣裝置的裸露導電部分與電源終端的接地有直接的電氣連線。
IT系統電源的中性點與地面絕緣或高阻抗接地，而電氣裝置的金屬外殼則直接接地。 主要特點如下：
1）當系統發生單相絕緣故障時，漏電流很小，安全性高;
2）當系統發生單相接地故障時，不會跳閘，裝置有故障可執行不超過2小時;
3）三相IT系統對地電壓為220V，單相IT系統每根火線電壓為110V，電壓低;
4）當系統中出現單相接地故障時，其他兩個相對接地的電壓增加3倍。
3amp自適應脈衝測量方法。
在不接地的電力系統中，存在直流分量和漏電容，這些因素的變化都會對絕緣故障電阻的測量產生影響。 因此，在實際測量中，為了準確測量絕緣電阻，有必要找到一種消除干擾的方法。 用於低壓絕緣監測。 ，需要考慮由於電路分布引起的分布電容，以及電容器本身的電容。 分布電容可以出現在兩個相鄰匝之間、兩個分立元件之間、兩個相鄰導線之間或元件內的部件之間。 由於分布電容來自系統本身，它會隨著系統裝置的數量和環境的變化而不斷變化，如果沒有適應系統變化的測量訊號，就很難準確測量絕緣電阻值。
AMP測量方法或自適應脈衝測量可用於對地漏電容高的系統，方法是使用疊加的自適應脈衝訊號來消除系統中存在的分布電容。 注入IT供電系統的訊號是外部干擾訊號，如果這個訊號很強，可能會引發裝置的故障。 因此，注入系統的脈衝訊號需要盡可能小，並實現精確的測量。 由於系統的分布電容，注入的脈衝訊號應盡可能小，同時能夠抵消系統的漏電容。
本系統採用的ISO685絕緣監測儀由德國Bender公司生產，採用AMP測量方法，通過疊加自適應脈衝電壓訊號檢測故障電路，連續不間斷地測量相對接地射頻的絕緣電阻，當系統對地的絕緣電阻下降到預設響應值時， 輸出報警訊號，故障定位到特定支路，顯示電力系統的最小絕緣電阻值。同時，ISO685還可以監控分支變壓器是否連線，如果變壓器損壞或斷開，會發出變壓器故障報警。 利用自適應脈衝訊號定位絕緣故障分支，對電力系統無干擾，執行穩定。
4**絕緣監測系統組成。
1）絕緣監測儀。
絕緣監測儀是絕緣監測系統的核心，裝置必須連線在IT系統（不接地系統）和PE線之間才能獲得測量值。 在執行過程中，絕緣監測器持續監測整個IT系統的絕緣電阻值，當該值低於預設響應值時觸發警報。
絕緣監測器還可以與EDS結合使用，以準確定位絕緣故障。 當監測的絕緣值下降到設定的響應值RAN2（LEDALARM2）時，會產生週期性的定位電流。 絕緣故障由EDS和連線的測量電流互感器選擇性定位，定位電流從定位電流發生器以最短的方式流過帶電線路的絕緣故障位置，並通過絕緣故障點和PE線返回絕緣監測儀，該定位電流脈衝由絕緣故障路徑上的測量電流互感器檢測，並通過絕緣故障路徑傳送訊號。連線的 EDS。
2）絕緣故障定位器。
絕緣故障定位器能夠定位未接地的直流、交流和三相交流系統（IT 系統）中的絕緣故障。 通過故障定位電流變送器，監測交流電網、三相交流電網和直流電網在不同範圍內的絕緣情況，並顯示交流電網中剩餘的交流電流。 EDS440定位模組與ISO685絕緣監測儀配套使用，當絕緣監測儀檢測到系統中存在接地故障時，會傳送故障定位脈衝訊號，定位分支絕緣故障點，並通過定位模組反饋給絕緣監測儀。
3）通訊網關。
閘道器COM465IP的功能是轉換ISO685絕緣監視器通訊協議，使其可以通過乙太網與計算機交換資料。 **絕緣監測系統具有多種通訊連線方式：
乙太網介面：可用於Modbus、web伺服器和BCOM之間的通訊;
BCOM：目的是通過乙太網與 Bender 裝置進行通訊。 通過BCOM通訊的所有裝置必須具有相同的系統名稱。 裝置可以按子系統進行組織。 每個裝置都需要單獨的裝置位址。
ModBustCP：世界上廣泛使用的資料傳輸協議;
Web伺服器：顯示絕緣監測儀等相關裝置的引數，可通過Web瀏覽器適配到任何計算機。
4）電流互感器。
根據不同的網路結構，選擇不同規格型號的電流互感器，對絕緣監測儀發出的定位電流訊號進行監測，並傳送到絕緣故障定位儀。 電流互感器為開環電流互感器，安裝方便。
5.系統安裝除錯。
1）系統安裝。
根據三相交流系統的結構圖，分別對各支路的絕緣監測儀、絕緣故障定位器、通訊網關和電流互感器進行定位和安裝。 在安裝過程中需要注意以下幾點：
每台8通道CT電流互感器需要連線1個訊號採集單元，該採集單元安裝在櫃體後門，由導軌固定，每個採集單元需要與RS485通訊線連線，通訊線可通過面板櫃之間的穿線孔鋪設;
絕緣監測CT電流互感器為開放式結構，如下圖所示，安裝方式直接套管各支路出口處，如下圖所示，變壓器可用扎帶固定在櫃體側面。 各變壓器的訊號線沿面板側面鋪設至採集單元，採集單元固定在後門板上，安裝在導軌上。
2）除錯。為了保證低壓板絕緣監測系統的穩定性和有效性，為了使監測系統正常化，有必要對系統各模組的功能進行除錯。
閘道器COM465IP和上位機軟體除錯。
閘道器COM465IP的功能是轉換ISO685絕緣監視器通訊協議，使其可以通過乙太網與計算機交換資料。 進入 web 發貨時通過裝置內建的IP位址介面，將裝置的IP位址設定為平台區域網中的IP位址，登入網頁 web通過新的IP位址，檢查通訊是否正常。
絕緣監測儀主機ISO685除錯。
當出現接地故障而變壓器斷開時，通過模擬試驗，絕緣監測儀對ISO685報警反饋情況。
目視檢查：檢查ISO685絕緣監控模組外部是否有碰撞或損壞，端子是否完好無損。
上電檢查：上電前，用萬用表檢測電源電壓tage，確認模組和電源端子的電源電壓，然後連線電源，檢查儀器內建時間是否與上電後的聯網時間相同，並校準設定，檢查監控定位模組是否與實際情況一致。
模擬故障檢查：模擬出現接地故障和變壓器斷開故障時，絕緣監測報警是否與實際情況一致。
EDS440絕緣故障定位模組除錯。
除錯的目的是通過模擬EDS定位模組的絕緣故障報警，測試EDS440定位模組的反饋定位訊號是否正常，其定位的可靠性和準確性是否正常，絕緣監視器與上位機軟體顯示的報警是否一致。
外觀及接線檢查：檢查EDS定位模組是否有碰撞或損壞，端子是否完好。 圖 5：模擬定位模組連線點故障。
上電檢查：確認電源電壓tage 連線到電源端子後，通電並檢查定位模組的執行指示燈是否正常。
模擬故障檢查：如果模擬定位模組監控的電路中出現絕緣故障，則通過絕緣監視器和上位機檢視故障定位訊號。
6、絕緣監測及絕緣故障定位產品。
6.1、絕緣監測及絕緣故障定位產品。
AIM-T系列工業絕緣監測儀。
AIM-T系列絕緣監測儀主要應用於工業現場的IT配電系統，主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L，均適用於純交流、純直流和交直流混合系統。
其中，AIM-T300適用於450V以下的交、直流、交/直流混合系統，AIM-T500適用於800V以下的交、直流、交/直流混合系統。 與AIM-T500相比，AIM-T500L具有額外的絕緣故障定位功能。
6.2.絕緣故障定位產品。
工業絕緣故障定位產品與AIM-T500L絕緣監測儀配套使用，主要包括ASG200測試訊號發生器、AIL200-12絕緣故障定位儀、AKH-066L系列電流互感器適用於出線電路多的IT配電系統。
6.3.絕緣監測耦合器。
絕緣監測耦合器與AIM-T500絕緣監測儀配套使用，主要包括ACPD100和ACPD200，適用於交流電壓高於690V，直流電壓高於800V的IT配電系統。
7個技術引數。
7.1、絕緣監測儀技術引數。
7.2、測試訊號發生器的技術引數。
7.3、絕緣故障定位器技術引數。
7.4 akh-0.66L系列電流互感器技術引數。
7.5、絕緣監測耦合器技術引數。
引用。 俞成波， 陳學軍， 雷少蘭， 王世斌， 電氣裝置絕緣監測， 清華大學出版社.
2] 郭明泉，海上石油平台低壓絕緣監測定位系統研究與應用，儀器儀表使用者.
3] 艾科銳企業微電網設計與應用手冊。2022.08版。
4] 安科銳IT系統絕緣監測故障定位裝置及監控系統（中英文）2021版本 01.