安科瑞AIM-T500L故障定位絕緣監測系統在船舶配電系統中的應用

【摘要】為提高對絕緣故障設備的排查效率、保障船電網的**運行，以某半潛打撈船為例，對低壓絕緣監測及故障定位系統在低壓配電系統中的應用情況進行介紹。研究表明: 低壓絕緣監測及故障定位系統能快速準確地查找并定位絕緣故障設備所在的支路，可顯著節省排查時間、提高工作效率。

【關鍵詞】低壓配電;絕緣監測;故障定位;效率

隨著現代船舶自動化程度的提高，以及船員生活環境的改善，船舶電氣設備的數量逐漸增加，船舶配電網絡愈發復雜。此外，船舶電氣設備的運行環境較為惡劣，往往會導致船舶電氣設備出現絕緣故障。當船舶電氣設備絕緣電阻降低或損壞時，可能造成短路，嚴重時將引發火災，威脅電網系統和船舶的**。

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項目分析

本船采用三相三線絕緣(Isolated Terra，IT)配電系統，該系統的電源中性點不接地，且所有電氣設備的外露可導電部分設置保護接地 (Protective

Earthing，PE)。IT 配電系統示意圖見圖1。IT 配電系統的供電連續性較好、**性較高，對電路和電氣設備絕緣性能的要求也較高。

IT 配電系統具有特殊的供電特性，當系統**次出現故障時，不會切斷供電。當系統發生**次故障且故障在不同相時，系統對地構成相間短路，線路熔斷器或空氣開關作出響應，線路供電中斷。

綜合考慮 IT配電系統的供電特點以及船級社的相關要求，本船在400V主配電板、230V主配電板、應急配電板的匯流排上均設有絕緣監測儀(Insulation Monitoring Device，IMD)，用于持續監測本船低壓電網的絕緣狀態。IMD 能在絕緣電陽異常時發出報警信號，IMD的循環電流不超過30mA123]，同一個配電板中只能配備一套IMD本船配備了綜合電力推進系統，推進、作業船舶日用負載均由船舶主電站供電。

本船配電系統由2套6600V配電板、2套400V配電板、2套230V配電板、1套應急配電板組成。在 DP2動力定位工況下，本船需要運行6臺主發電機，分A、B兩組進行供電，6臺主發電機的負荷率超過 90%。與主配電板和應急配電板不同，本船的低壓配電板不宜按相同方式設置IMD。這是由于當IMD監測到某個支路出現絕緣故障時，將立即發出報警信號，相關操作人員需要查找并隔離絕緣故障支路以保證電網的**運行。然而，IMD 并不能檢測出哪個支路出現了絕緣故障，往往需要操作人員逐個排查。本船每套配電板上有 150個開關，逐個排查不僅需要花費大量的排查時間，還會影響各支路負載的正常運行.

為提升本船低壓配電系統的絕緣監測水平，在不中斷系統運行的情況下能快速準確地查找并定位故障支路，本船低壓配電系統采用了絕緣監測及故障定位系統，不僅方便操作人員對絕緣故障進行排查，還能確保電力系統工作的連續性與可靠性。

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產品介紹

AIM-T500L系列工業絕緣監測及故障定位系統是安科瑞電氣專為工業場合如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、船舶、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心及應急電源等IT配電系統而研發。

該系統功能豐富，包括絕緣電阻監測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、事件記錄、參數設置、通訊組網等，當系統出現接地故障時，能及時報警，并準確定位故障發生的具體回路，以提醒相關人員及時排查故障。

絕緣監測即監測系統的絕緣阻抗，基于歐姆定律，采用低頻電流注入法系統由絕緣監測儀、測試信號發生器、故障定位儀和傳感器即電流互感器組成如圖4所示。

絕緣監測儀向低壓系統注入低頻交流信號，絕緣監測儀內含有對工頻電流極高而對低頻電流極低的阻抗。當系統沒有發生絕緣故障時，該主機可測量系統和每個回路的對地絕緣電阻和泄漏電容，通過設置絕緣阻抗預設值可實現對絕緣故障的預防;當系統發生絕緣故障時，低頻電流信號通過故障點經大地回到絕緣監測儀，絕緣監測儀通過計算分析后發出故障報警故障定位裝置通過電流互感器定位故障回路。

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AIM-T500L絕緣監測儀功能介紹

實時監測IT系統的對地絕緣電阻，電阻越限時啟動故障預警或報警功能；繼電器報警輸出、LED報警輸出等多種故障指示方式；事件記錄功能，方便操作人員查看分析故障類型和發生時間，判斷系統運行狀況；自檢功能，可一鍵實現儀表硬件電路的故障自檢；斷線監測，實時監測PE/KE功能接地線連線狀況；一路RS485接口，標準Modbus-RTU協議；一路CAN通訊，自定義協議，用于和信號發生器、故障定位儀信息交互；應用范圍廣，適用于交流、直流以及交直流混合IT系統。

ASG200測試信號發生器具有以下功能：

指示故障所在相線；支持手動啟動定位用于測試通訊線路；采用CAN總線技術，方便與系統內其它設備進行數據交互。

AIL200-12絕緣故障定位儀具有以下功能：

定位并指示故障所在支路；單個AIL200-12*多可定位12個回路；每個IT系統*多可接90只定位儀，總計定位1080回路；采用CAN總線技術，方便與系統內其它設備進行數據交互。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監測互感器，變比1000:1，按照回路額定電流選擇合適孔徑；

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技術指標