平衡桥电阻检测进行绝缘监察的方式的优点是简单、响应速度快。由于只检测电压,只要U1和U2超过预设的压差,立即可判断系统的绝缘出现故障了。因此,可以实时地检测到直流回路中“非对称性”的正负极绝缘状况。但是,这种方式的缺点也是非常明显的,当正负极母线绝缘度同时下降且接地电阻相差不大,即出现“对称性”的绝缘度下降时,由于此时U1≈U2,压差达不到告警值,系统就不能发现绝缘出现故障。
(2)投切电阻检测法
为了解决平衡桥电阻检测法的不足,可以采用投切电阻检测法。具体原理如图3所示,与平衡桥电阻测量法相比较,增加了R3、R4,通过开关K1与K2轮流分断。单极接地的情况和平衡桥的类似,这里就不在重复说明了。我们来看当RX=RY≠∞的情况。
当K1合上,K2断开时
当K1断开,K2合上时
由式(1)和式(2)求得RX和RY(具体计算过程略)。
工作过程:K1和K2定期轮流导通,分别记录U1和U2,然后计算出RX及RY,当发现RX及RY小于预设告警值,即触发系统发出告警。
这种方法可以解决平衡电桥的缺点,能够发现正负极同时发生绝缘的故障。
3 对蓄电池组实施绝缘监察的条件和可行性
(1)对蓄电池组实施绝缘监察的条件
从本质上说,蓄电池组电气短路是一种正负极之间绝缘度下降的极端形式,而对于蓄电池漏液造成的电气短路,必然是正负极之间或者其对电池架(接地)的绝缘度下降。因此,借助绝缘监察的检测原理,是可以实现对蓄电池组漏液的检测。
从绝缘监察的工作原理可知,实施绝缘监察的前提条件是蓄电池组对地悬浮工作,即蓄电池组的正负极回路(包括充放电电路)均不接地。
(2)对蓄电池组实施绝缘监察的可行性
目前,采用蓄电池组作为后备电源的电源系统主要有直流240V电源系统和交流UPS电源系统。
这些电源系统及其蓄电池组接地情况见表1。
我们可以分别不同的情况进行具体的分析:
①对于表1中第1种情况的240V直流供电系统,由于本身就要求对地悬浮工作,并配备有绝缘监察系统功能,而蓄电池组是并联在直流输出回路中使用的,其正负极同样必须是对地悬浮。通过系统的绝缘监察功能,可以发现整个直流回路中的绝缘度下降,因此同样也可以直接检测蓄电池组漏液引起的绝缘度下降情况,并直接产生告警。如图4所示。
蓄电池漏液告警与直流回路其他绝缘监察告警的区分,可以在排除了误告警的可能性后,通过对母线电压和支路漏电流的综合分析即可以判断出来,如表2所示。
②对于表1中第2种情况的交流UPS系统,可以确认蓄电池组是对地悬浮工作,正负极均不接地的。类似于表1中第1种情况,只要增加配备绝缘监察功能或利用便携式的绝缘监察测试仪,就可以检测蓄电池组漏液引起的绝缘度下降情况,并直接产生告警。如图4所示。
③对于表1中第3种情况中的交流UPS系统,如果交流UPS系统中蓄电池组的中心抽头与系统中性线连接,但保护地线不连接或呈高阻状态,则完全可以按照表1中第1、2种情况来判断。因此,可以首先进行零地线是否连接的检测和判断。如图5所示。