电力系统中，直流电源系统是为变电站中的保护、监控、监视、记录等自动化装置提供电源的多分支网络。它的安全运行，对整个电力系统的安全运行起着至关重要的作用。直流接地是直流操作系统常见故障之一，一般情况下，单点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到故障点并修复而发生另一点接地故障时，就可能引起重大故障。
目前，绝缘检测装置采用的检测原理主要有电桥平衡原理和变频探测原理，两种检测原理的装置都能在一定程度上解决直流接地问题，但也存在着不足，基于电桥平衡原理的绝缘检测装置无法检测正、负母线绝缘同等下降的情况，也不能区分多支路故障。而后者则易受直流系统对地分布电容的影响，并且注入的低频交流信号增大了直流系统的电压纹波系数，影响电源的质量。文中旨在介绍一种在线绝缘检测方法，并基于msp430单片机予以实现。
1 原理介绍
原理图如图1所示。图中CM+、CM-为正负母线。U+、U-为正、负母线电压。Jk1、Jk2为继电开关，R为精密电阻。R+、R-为正、负母线发生绝缘故障时的对地电阻。Dt1、Dt2为高精度霍尔电流传感器，其输出电压与通过环孔的电流差成正比，并且成线性关系。所以，利用采样电流传感器输出的电压，经过换算成电流，再利用欧姆定律获得正、负母线电压U+、U-，则电源电压U=U+ - U-。
在直流系统正常工作情况下，电子继电开关Jk1、Jk2保持闭合。R+、R- 一般趋近无穷大，此时，U+=-U-。当发生绝缘接地故障时，则R+或R-为有限值，此时U+≠-U-，当R+≤R-时，则有U+≤-U-，反之亦然。如果发生R+=R-都为有限值时，即正负母线绝缘电阻同等下降，此时U+=-U-，则需要进一步进行检测，检测步骤如下：
1)断开继电开关Jk2，保持Jk1闭合，测得正、负母线电压对地分别记为：U+1，U-1；
2)断开继电开关Jk1，保持Jk2闭合，测得正、负母线电压对地分别记为：U+2，U-2；
![]()
![]()
这里需要说明下，这里用到的霍尔电流传感器的电流量程为0～10 mA，所以对于一般直流220 V电源，结合电流传感器的精度，精密电阻R一般的选择为20～100 kΩ。
2 硬件实现
2．1 绝缘主回路
具体实现电路图如图2所示。
对电子继电器AQW214的用法作简单说明：当AQW214的1、2脚导通时，7、8脚也导通，并且导通的内阻很小；同理3、4脚导通时，5、6脚也导通。AQW214的耐压值可以达到400 V，即当7、8脚或5、6脚步导通时其两端可承受400 V的电压，所以可以通过单片机的P10和P11引脚来控制电子继电器的导通与否从而达到控制Jk1和Jk2的通断。具体控制和实现过程在前文中已做过阐述，这里不再赘述。
需要说明的是，图中所标定的数值只适用于一定的电源电压范围(24～300 V)，电源电压过低则易受霍尔电流传感器的精度的影响而测量不准确，过高则会超越霍尔传感器的电流量程以及电子继电器的耐压值，所以可以根据实际情况，更换适当的器件以达到要求。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
