摘要：直流系统是发电厂、变电站和通信基站中的重要组成部分，直流系统的运行状况间接或直接地决定了相关系统的安全性和可靠性。长期以来，直流系统绝缘监测没有相关的标准，从而引发了相关的问题和事故，为确保直流系统的安全可靠运行及进一步规范直流系统绝缘监测，国家电网公司发布了《直流系统绝缘监测装置应用技术条件》标准。本文结合事故案例分析浅析标准中的有关内容。
关键词：直流系统；绝缘监测；交流窜电；直流互窜；电桥
0引言
2014年3月13日国家电网公司发布了Q/GDW1969-2013《直流系统绝缘监测装置应用技术条件》标准，这是我国颁布直流系统绝缘监测装置标准，标志着直流系统绝缘监测技术进入新的里程碑。10多年来，直流系统绝缘监测装置在电力系统得到了广泛应用，改造及新投运的发电厂、变电站几乎都配备了该装置，该装置的作用除了代替原有直流系统绝缘监察继电器、电压继电器以外，另一个功能就是支路接地选线，即装置能够准确定位具体故障路线支路，改进了传统的拉路停电法的弊端，为电力工作排除直流系统接地故障点，节省了大量时间，有效提高故障处理速度，减少保护、控制回路因直接接地造成的误动和拒动事故。这几年随着继电保护智能化，对直流接地的种类也提出了更高的要求，产生了许多新的名词。“交流窜直流接地故障”、“直流互窜故障”等新的故障现象被电力工作者有效区分。
1交流窜入直流发生的事故分析案例
1.1.2006年12月27日下午，福建某500kV变电站500kV1号联高压侧5011、5012断路器跳闸，综自系统后台报文显示“5011RCS-921断路器保护发变三跳开入”，主变保护无其他动作信号。
综自系统还反复报出大量其他保护及测控装置开入量变位的报文：“220kV母线保护开入变位”、“xx保护开入异常”等信号。上述信号报了约5min，事后打印SOE报表显示当时综自系统各开入变位报文多达1900多条，并且发现各开入量反复上报的时间周期为20ms。
事故调查小组初步分析该次保护误动是由于工频交流窜入直流系统导致5011、5012断路器保护装置开入量误动。事故发生时变电站仅有220kV某新建间隔正在进行扩建施工。对该间隔回路进行检查发现，220kV间隔开关端子箱内部有一处配线错误，导致端子箱内交流储能电源空气开关桩头接地了端子箱内侧控电源公共端“801”回路。当现场施工人员合上空气开关，准备对断路器进行储能时造成交流直接窜入站内II段母线正极(该220kV测控装置开入量电源取自直流II段母线)，从而使交流电压对II段直流母线上的保护误动。
1.2.2006年12月27日下午，湖南长沙湘能电气安装公司在进行XX变220kV西湖I路间隔扩建工作中，未经查线就将西湖I路测控装置、开关端子箱内进行二次接火，通入交直流电源。由于端子箱内部接线错误，使交流电源直接接入站用直流系统中，受长电缆对地电容影响，XX变5011、5012开关操作箱TJR出口继电器动作开关跳闸。
1.3.2007年11月21日11时04分，青海3300kV大石门变电站在现场施工过程中，由于安全措施不到位使工频交流量窜入直流系统，3300kV侧I、II母WMZ-41B母差失灵保护受到工频干扰，失灵开入重动继电器动作，导致母线侧断路器全部跳开。
1.4.2008年5月26日18时39分，500kV慈湖变在扩建#2主变工程(5022、5023开关间隔)#2主变保护屏调试工作期间，输变电施工人员在进行5022开关CT二次电缆接入#2主变保护回路工作时，未拆除该CT二次绕组接入#2母线保护回路电缆，造成接入#2主变保护的CT二次电缆接入#2母差保护(运行中)，CT二次电缆在5022开关端子箱处并接。当工作人员核对#2主变保护屏内(未投运)CT二次电缆时，将直流引入#2母差保护电流回路，导致#2母差保护误动。
1.5.2009年6月22日10时01分，500kV大同二电厂一次检修人员在220kV升压站220乙开关端子箱200乙-1刀闸交流电源开关处接电焊机工作电源时，误将交流电源引入200乙开关直流操作电源回路，使处于同一直流系统的大房双回线一套光纤电流差动保护(MCD-H，日本三菱公司生产)失灵远跳开入回路受到工频干扰，MCD-H保护装置同时存在将远跳开入信号自动展宽为200ms的软件设计缺陷，导致500kV大房双回线房山变电站侧保护收远跳令发作，双回线跳闸。
1.6.2011年8月19日陕西省延安330kV朱家变电站主变压器跳闸(国网通报)。陕西省延安330kV朱家变两台主变高压侧断路器相继跳闸，110kV母线失压，导致其馈供的15座110kV变电站失压。导致事故发生的主要原因是：330kV朱家变110kV家子I间隔断路器(湖南高压电气有限公司生产，型号LW29-126/T3150-40)支柱瓷瓶下法兰底面和底架(传动箱上表面)间仅采用现场安装时涂抹的密封胶作为防水密封，在开关操作震动作用下，中相密封胶硬化开裂。事故前该地区连日大雨，雨水通过缝隙漏入传动箱后沿密度继电器电缆流入机构箱并滴入内温湿度控制器(该控制器电源部分为220V交流，信号部分为220V直流)，造成温湿度控制器中交、直流回路间短路，交流电压窜入直流I段，造成接于直流I段的两台变压器非电量出口中间继电器(主跳)接点抖动并相继出口跳闸。
2标准中明确了电桥的采用
由于国内生产厂家众多，对直流绝缘监测装置一直都没有相应的标准，没有相关的统一的模式。目前电力系统中的直流绝缘监测装置除了生产直流屏的几个主要厂家外，还有浙江科畅，北京斯达星，河北创科，广州仟顺等专业生产厂家。过去运行的产品由于设计不合理、电桥选择不当、参数设定不正确、性能不佳、灵敏度低、可靠性差等问题，一直不能达到100%选线准确率，没有给用户带来便利，未能发挥该设备应有的作用。
本次标准提出“平衡桥”、“检测桥”和“补偿桥”共三种电桥，同时对这三种电桥的工作方式、启动条件和应用模式都作了明确规定。
平衡桥：一种由正负极等值接地电阻和直流母线接地电阻构成的惠斯通检测电桥，在母线绝缘状态良好或接地电阻阻值相近时监测桥处于平衡状态。
检测桥：一种由正负极不等值接地电阻和直流母线接地电阻构成的惠斯通检测电桥，在母线绝缘状态良好或接地电阻阻值相近时监测桥处于非平衡状态。
补偿桥：一种由一端通过开关器件连接直流系统正负母线，另一端接地的两个电阻所构成的电桥。根据正负母线对地电压偏差通过桥上开关器件的导通或断开使桥臂上的电阻接入或退出直流系统，使正负母线对地电压恢复至相对平衡。
3关于监测电桥启动的几种方式
传统直流绝缘在线监测装置对监测电桥的启动并没有明确的规定。标准从变电站实际运作出发，直流电源的接地情况分析，规定了检测电桥的五个启动条件：
①开机通电启动：装置在投入运行时启动检测桥。
②断电恢复后自行启动：装置失电后通电在投入运行时启动检测桥。
③正负母线对地电压偏差启动：直流正对地、负对地电压发生变化时启动电桥。
④定时启动：直流电源在运行中，在预定时间内周期性启动检测电桥。
⑤人工启动：人为有需要投入检测电桥则可以立即自动投入。
除了以上5种启动条件外平常状态均是以平衡电桥作为投入的电桥。平衡电桥的特点就是不会改变直流电源正对地电压、负对地电压。标准还提出了1.222倍的电压补偿要求，防止继电保护误动，有效平衡直流电源对地电压。
4交流窜电和直流互窜故障的测试等新的功能
新型直流绝缘监测装置在功能上除了传统功能外，新增了交流窜电和直流互窜故障报警等功能。
直流系统分布于变电站的各种地方。交流电源与直流电源常出现在同一屏柜，同一端子串，同一装置中。交流与直流在电气上的窜接是不可避免会发生。交流电流是接地系统直流系统是不接地系统，原则上并没有任何电气连接，但是由于直流系统现场分布电容及操作人员工作失误等原因，造成交流电源窜入直流系统并产生事故，并且交流电源为有源可路，进一步增加了事故的复杂性和破坏程度，因此新标准对交流窜电故障报警提出明确的要求;同样由于一些原因会造成直流系统现场两段母线之间会产生电气连接即直流互窜它会造成直流系统两段母线故障同步发生、故障电流增加、故障处理难度变大和蓄电池寿命降低等危害，因此新标准对直流互窜故障报警也作了明确的规定。
5安科瑞直流绝缘监测仪应用与选型
5.1概述
直流系统作为电力系统和通讯系统中自动控制、继电保护和信号装置的供电电源，其工作状况的好坏直接影响到电力和通讯系统的安全稳定运行。另外，随着国家“双碳”目标的确立，新能源汽车充电装置、储能系统等产品被广泛推广和应用。其内部的直流系统的安全可靠运行，是保障产品可靠运行的关键。
AIM-D系列直流绝缘监测仪主要用于各类直流不接地系统，监测直流系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，能发出预警和报警信号。提醒工作人员及时排查故障，消除安全隐患。
5.2应用场所
AIM-D系列绝缘监测仪可广泛应用于发电厂、变压站的直流屏、电动汽车充电装置、储能直流系统、UPS供电系统、光伏直流系统、直流电网等直流系统。
5.3应用示意图
5.4产品选型
