賀吉昌（中廣核陸豐核電有限公司，廣東 汕尾516600）

1 引言

某電站主控出現(xiàn)LDA 直流系統(tǒng)絕緣低報警，在報警系統(tǒng)中確認為LDA 系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣低報警。工作人員就地核實報警情況，確認該系統(tǒng)的絕緣檢測儀上的“SUM/STATE”切換開關在“STATE”狀態(tài)，絕緣檢測儀面板上的表計指向正極15～20V DC 左右，且不擺動，由此確認該直流系統(tǒng)正極有接地情況。為了判斷正極對地絕緣值，運行人員將“SUM/STATE”開關切換至“SUM”位置，絕緣檢測儀面板上的表計指向1kΩ。與此同時，主控閃發(fā)多個報警?，F(xiàn)場出現(xiàn)LDA 系統(tǒng)絕緣低報警后，更換絕緣檢測儀，并對更換下來的絕緣檢測儀內部集成電路板及接線回路進行目視檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的損壞或過熱痕跡。

2 RAE933 型號絕緣檢測儀故障原因分析

2.1 RAE933 絕緣檢測儀原理介紹

該絕緣檢測儀正常工作時檢測儀巡檢周期為90s、注入信號為±10V 方波電壓信號，該電壓信號由電壓源Ug 產生，電壓源一端接入大地，另一端經信號源內部的限流電阻ρ（阻值為1MΩ）及平衡橋電阻R1（阻值為390Ω）分別接入直流系統(tǒng)的正、負母線兩極，其原理等效圖如圖1所示。通過測量平衡橋電阻R1 構成的中性點對地電壓Ur 峰-峰值，并與Ug 峰-峰值比較，從而間接測量出直流系統(tǒng)母線對地絕緣電阻。如絕緣電阻小于絕緣檢測儀報警整定值時，則發(fā)出直流系統(tǒng)絕緣低報警。

圖1 絕緣檢測儀原理等效圖

2.2 絕緣檢測儀故障原因分析

對故障絕緣檢測儀進行故障查找及原因分析。將其接入蓄電池和充電器的正負極，其模擬接線圖如圖2所示。

2.2.1 對更換下來的絕緣檢測儀進行開機試驗

將絕緣檢測儀按照上圖接好線后，將接地試驗變阻箱調至最大，將“SUM/STATE”開關切換至STATE 狀態(tài)，絕緣檢測儀在3～4 個檢測周期（90s 為一個檢測周期）后，指針由±10V擺動突然打至-30V 位置，且一直保持在-30V 位置不動，將“SUM/STATE”開關在STATE 和SUM 來回切換，指針不擺動，且通過示波器觀察母線電壓也未出現(xiàn)波動。

圖2 離線模擬LDA 系統(tǒng)接線圖

將“SUM/STATE”開關切換至SUM 位置，將絕緣檢測儀重新上電，絕緣檢測儀在3～4 個檢測周期（90s 為一個檢測周期）后，絕緣檢測儀對地絕緣指示慢慢上升至250kΩ 左右，這時指針瞬間打至1kΩ 位置。將“SUM/STATE”開關在SUM 和STATE 來回切換時，指針不擺動，且通過示波器觀察母線電壓也未出現(xiàn)波動。

通過上面的開機試驗結果與正常絕緣檢測儀試驗結果比較，可以確定從LDA 更換下來的絕緣檢測儀在無接地情況下的其檢測功能已經失效。

2.2.2 對更換下來的絕緣檢測儀進行模擬不同的接地電阻試驗

將接地變阻箱調節(jié)不同的阻值所錄得的絕緣檢測儀向母線注入的信號波形如圖3所示。

圖3 絕緣檢測儀隨接地電阻不同注入信號波形

由波形可以看出，當母線對地絕緣越大時絕緣檢測儀注入信號的幅值也越大，而當母線出現(xiàn)金屬性接地時，絕緣檢測儀注入信號完全被鉗制于零電位。

通過這個試驗可以驗證，該絕緣檢測儀在母線對地電阻低于其報警整定值區(qū)域內工作正常，此時將“SUM/STATE”開關切換至SUM 時，指針指向1kΩ，絕緣檢測儀上報警紅燈一直點亮。這個試驗進一步驗證了當時LDA 上出現(xiàn)的正極絕緣低報警為真實報警信號，當時絕緣檢測儀處于正常工作狀態(tài)。

2.2.3 更換下來的絕緣檢測儀進行不同報警電阻值試驗

將母線接地變阻箱分別調節(jié)為1kΩ、6kΩ、49kΩ、53kΩ 阻值時，驗證絕緣檢測儀的功能是否正常，并在各個電阻值進行切換按鈕STATE 和SUM 來回切換。圖4為母線對地絕緣為6kΩ 時所錄得絕緣檢測儀如入信號波形。

圖4 6kΩ 接地電阻時絕緣檢測儀切換時注入信號波形

由上面的信號波形可以看出，絕緣檢測儀注入信號未有任何波動，且通過該項試驗可以驗證該絕緣檢測儀報警時的檢測功能完全正常，試驗將母線對地電阻分別在1kΩ、6kΩ、49kΩ 時，絕緣檢測儀均有報警輸出，且在SUM 位置時指針指示正常，均指向對應的模擬接地電阻值。將母線接地電阻調節(jié)為53kΩ 時，此時絕緣檢測儀報警消失，指針由50kΩ 左右突然指向1kΩ，絕緣檢測儀功能失效。

該試驗及所錄到的信號波形也驗證了絕緣檢測儀在接地電阻小于50kΩ 情況下其所有檢測及報警功能正常，在接地電阻大于其報警整定值53kΩ 時，絕緣檢測儀檢測功能失效，通過上面試驗也同時證明該絕緣檢測儀的實際報警定值在49kΩ＜R＜53kΩ 范圍內，整定值未出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。

2.2.4 小結

①絕緣檢測儀在正、負母線對地絕緣大于其整定值53kΩ的情況下，其檢測功能失效；②該絕緣檢測儀在正、負母線對地絕緣低于其整定值的情況下，報警功能正常，且對切換開關由STATE 與SUM 之間來回切換時，不會對母線產生任何干擾；③該絕緣檢測儀的報警定值在49kΩ＜R＜53kΩ 范圍內，符合程序要求值：50%±5%。程序定值未出現(xiàn)漂移，報警為真實報警。

2.3 絕緣檢測儀故障點定位

由于RAE 這種型號的絕緣檢測儀屬于精密儀器，初步懷疑可能是LDA 下游負荷發(fā)生某種漸變的串電的外源引入，導致絕緣檢測儀內部檢測回路出現(xiàn)故障，使絕緣檢測儀部分功能失效。

RAE933 絕緣檢測儀可分為RAE933 電源電路、RAE933振蕩器及驅動電路，絕緣探測、控制及面板電壓指示電路，絕緣檢測信號精密調理電路，絕緣值存儲、顯示及報警電路，48V DC 繼電器控制及驅動電路等6 個部分。在對RAE933絕緣檢測儀內部的電源電路，振蕩器及驅動電路，絕緣探測、控制及面板電壓指示電路，絕緣檢測信號精密調理電路，絕緣值存儲、顯示及報警電路，48V DC 繼電器控制及驅動電路進行電路分析、測量及更換元件，最終確認為檢測儀內部電源電路上的一個2N1893 型號的三極管N4 在事件過程中遭到外部能量沖擊而損壞，該三極管損壞的直接后果是使其內部±15V DC 穩(wěn)壓器的工作狀態(tài)發(fā)生明顯變化，測試數(shù)據(jù)表明，+15V DC 輸出能力已經超負荷運行，因此已很難滿足運行需求，由于2N1893 三極管遭到損壞無法提供穩(wěn)壓支持，絕緣檢測儀從有絕緣低報警到無絕緣低報警中切換，最終導致±15V DC 穩(wěn)壓器出現(xiàn)超溫過壓保護，使絕緣檢測儀檢測功能失效。

3 結語

通過以上原因分析可以得出，RAE933 絕緣檢測故障根本原因為三極管N4：2N1893 在事件中受到外電源串入沖擊而損壞。該三極管遭到損壞后無法向穩(wěn)壓回路提供穩(wěn)壓支持，在絕緣檢測儀從有絕緣低報警到無絕緣低報警中切換過程中，由于負荷變化的原因，最終導致±15V DC 穩(wěn)壓器出現(xiàn)超溫過壓保護，使絕緣檢測儀檢測功能失效。