李志鹏 孔海波

中国核电工程有限公司华东分公司 浙江海盐 314300

在核电厂中，直流系统起着至关重要的作用，绝大多数最重要的控制系统均直接或间接的由直流系统供电，如果直流系统出现两极接地，将导致正负极相互短路，造成直流充电设备损坏，或充电设备关机而导致蓄电池过放，为此在直流系统的设计过程中，设计人员均为每个直流配电盘配备了接地检测系统，当出现单极接地时，接地检测系统检测出接地故障和接地回路，并发出报警，以便运行值班人员联系尽快排除接地故障。

1 母线绝缘检测的原理

接地检测系统检测绝缘的过程主要分为两步，先以双电桥的原理测量正、负母线对地的绝缘电阻，当母线对地的绝缘电阻低于设置的门限值时，绝缘监测仪面板报出母线绝缘报警，然后启动支路绝缘巡回检查。

2 支路绝缘检测的原理

当检测出母线绝缘低时，由绝缘监测仪主机发出低频交流信号，注入到直流回路中，每个直流回路均装有零序互感器，如果负载不存在接地，则正极和负极流入的交流分量相互抵消，互感器二次侧中不会产生交流分量；相反，如果下游负荷存在接地，则正极和负极交流分量的矢量和则不为零，从而使安装在直流支路中的CT回路产生交流电流分量，绝缘监测设备通过对该交流电流分量进行放大、滤波、与电压相位比较以及其他数据处理过程后，将信号送至主机，若检测结果为低于支路绝缘报警值，则在面板上发出报警[1]。

2020年8月，在某核电厂机组调试过程中48V直流系统出现绝缘支路报警，报警支路为开关1和开关2，两个开关下游负荷为同一个（A列NC*继电器机柜），该机柜为DCS分散控制系统机柜，在核电厂中的重要性较高。为确保当一路上游电源开关跳闸后，该机柜仍不至于失去电源，固从该48V配电盘系统的两个馈线开关分别引一路电源，在机柜内将负极并接，正极经二极管隔离模块并接，以保证供电的可靠性。

当巡检人员发现该报警时，便着手进行排查，但排查人员以便携式绝缘检测仪经过了多轮排查后，仍然未能查出接地回路。于是对该负荷的绝缘检测回路进行分析，检测回路图如下：

图1 DCS 双路供电回路图

经分析，对于这种单系统双路供单一负荷的情况，存在一种即使没有接地故障，也会导致通过CT的电流不等，从而出现接地报警的可能。如图所示，根据基尔霍夫电流定律，由于负载不存在接地，故流入负载侧的总电流为0，即两个开关的四路接线的电流矢量和为0，但是单个开关的两个正负极矢量和不一定为0，只有当两个开关的正负回路电阻比值相等时，两个开关的零序CT中通过的电流才会均匀分配，单个开关正负回路电流矢量和才能完全为0。正负回路电阻比值相差越大，则电流分配越不平衡，零序CT中产生的电流就越大。至此，产生误报警的原因已经找到，根据分析出的产生报警的原因，制定了两个方案如下。

对电缆回路的接线端子进行紧固。由于报警是因正负回路阻值偏差，导致电流分配不均产生的，因此只要保证电缆回路的电阻比值相等，则可消除该误报警，而单个开关的正负电缆长度一致，电缆本身对阻值不一致的影响很小，因此阻值的偏差主要集中在几个电缆端接的部位，端接不牢固是导致回路电阻增加的主要原因，因此对接线端子进行紧固的方法是有一定效果的。

将互感器二次回路并接。由图1可知，当设备不存在接地，即便出现电流分配不均，两个开关的4个直流回路的总电流也是零，因此将两个回路的互感器二次侧并联，如图2，理论上应能使两个回路产生的电流正好抵消，从而流入装置的电流仍能保持为零。按照此方法可以完全消除双路供电产生的误报警。

图2 互感器二次回路并接图

3 结语

双路供电负荷的支路出现绝缘报警又无法查找到接地点时，应考虑产生接地报警为双回路供电电流分配不均匀而产生的，而通过对电缆接线端子紧固以及将互感器二次回路并接的方法，可以有效的消除双路供电对真实接地检测结果的影响[2]。由于将互感器二次回路并接需要增加新的接线，对原设计进行了改动，因此在现场实际接地排查过程中，应优先考虑对端子进行紧固，再考虑将互感器二次回路并接。