安科瑞劉鴻鵬

摘要 

工業(yè)廠房配電系統(tǒng)的安全性對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程至關(guān)重要，絕緣故障可能導(dǎo)致電擊、短路及設(shè)備損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)。因此，絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用日益受到重視。本文以AIMT500絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備為例，探討其在工業(yè)廠房配電系統(tǒng)中的作用、工作原理及應(yīng)用案例，旨在提高對(duì)絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，并促進(jìn)其在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：絕緣監(jiān)測(cè)、工業(yè)廠房、配電系統(tǒng)、AIMT500、電氣安全

1.引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，廠房?jī)?nèi)的配電系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。在此背景下，如何保障供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性成為重要課題。絕緣故障是影響配電系統(tǒng)可靠性的主要因素之一，因此，應(yīng)用絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備以實(shí)時(shí)檢測(cè)電氣系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，是提升工業(yè)電力系統(tǒng)安全性的重要手段。

 2. 絕緣監(jiān)測(cè)難點(diǎn)

工業(yè)配電系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)和技術(shù)挑戰(zhàn)，主要難點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

2.1 復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

工業(yè)廠房的配電系統(tǒng)通常包含多個(gè)供電回路，可能涉及IT（不接地）、TT（直接接地）、TN（接地保護(hù)）等不同接地系統(tǒng)，導(dǎo)致絕緣監(jiān)測(cè)的策略需要針對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。例如，IT系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)不會(huì)立即跳閘，但長(zhǎng)時(shí)間的低絕緣狀態(tài)可能導(dǎo)致設(shè)備損壞或更嚴(yán)重的故障，如何檢測(cè)成為難點(diǎn)。

2.2 絕緣故障的隱蔽性

工業(yè)環(huán)境中，電纜老化、潮濕、高溫、高粉塵等因素都可能導(dǎo)致絕緣性能下降，但這種劣化通常是一個(gè)逐漸累積的過(guò)程，而不是突發(fā)性的短路。如何在故障發(fā)生前預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并提供預(yù)警，是絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心挑戰(zhàn)。

2.3 復(fù)雜的干擾環(huán)境

工業(yè)環(huán)境中的配電系統(tǒng)通常伴隨強(qiáng)電磁干擾（EMI），例如：

大功率設(shè)備啟動(dòng)（如電動(dòng)機(jī)、焊接設(shè)備）會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)電流沖擊，影響監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性；

變頻器、電力電子設(shè)備可能會(huì)引入高次諧波，影響絕緣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

電纜長(zhǎng)度和分布廣泛，可能引起寄生電容效應(yīng)，使絕緣測(cè)量值偏差。

2.4 數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性

工業(yè)廠房往往規(guī)模龐大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、數(shù)據(jù)量大，要求監(jiān)測(cè)設(shè)備具備：

高精度測(cè)量能力，避免因數(shù)據(jù)噪聲導(dǎo)致誤判或漏判；

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，保障遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性，避免因網(wǎng)絡(luò)延遲或中斷影響絕緣狀態(tài)評(píng)估。

2.5 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與維護(hù)

由于工業(yè)廠房的配電系統(tǒng)遍布整個(gè)廠區(qū)，某些設(shè)備甚至位于高空、地下或密閉環(huán)境，人工巡檢難度大，維護(hù)成本高。如何通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云平臺(tái)或SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、報(bào)警推送和自動(dòng)診斷，是絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化的一個(gè)重要方向。

2.6 絕緣故障的定位

當(dāng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，如何快速定位具體的故障點(diǎn)，是運(yùn)維人員最關(guān)心的問(wèn)題：

傳統(tǒng)方法需要人工逐段排查，效率低下；

現(xiàn)代智能絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)分布式測(cè)量或脈沖注入技術(shù)，大幅提升故障定位的效率。

2.7 適應(yīng)不同工業(yè)行業(yè)的特殊需求

不同行業(yè)對(duì)絕緣監(jiān)測(cè)的要求不同：

石化行業(yè)：存在易燃易爆環(huán)境，設(shè)備必須符合防爆標(biāo)準(zhǔn)，并能在高溫、高濕環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行；

醫(yī)療行業(yè)：如手術(shù)室、ICU等場(chǎng)所，要求24小時(shí)不間斷供電，絕緣故障不能導(dǎo)致突然斷電；

數(shù)據(jù)中心：絕緣故障可能影響UPS系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)；

軌道交通、礦業(yè)：電力系統(tǒng)可能分布在地鐵隧道、礦井深處，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)需求更為迫切。

2.8 適應(yīng)“雙碳”目標(biāo)及合規(guī)要求

隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，企業(yè)需要提高能源效率，減少故障停機(jī)造成的能源浪費(fèi)，同時(shí)符合政府對(duì)能耗監(jiān)測(cè)、碳排放數(shù)據(jù)采集等方面的要求。因此，絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備不僅要具備基本的故障檢測(cè)功能，還需要與能效管理系統(tǒng)、碳排放核算系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)。

3. 解決方案

3.1 高精度絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備：

具備高靈敏度的絕緣監(jiān)測(cè)算法，可在早期發(fā)現(xiàn)隱性故障；

采用抗干擾設(shè)計(jì)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

3.2 智能分析：

采用異常波動(dòng)分析，區(qū)分正常負(fù)載變化與絕緣故障信號(hào)。 

3.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能運(yùn)維：

結(jié)合云平臺(tái)、IoT，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、報(bào)警推送、歷史數(shù)據(jù)回溯，減少人工巡檢工作量；

通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)，在本地實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的依賴。

3.4 故障定位優(yōu)化：

采用分布式絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合多點(diǎn)采集，實(shí)現(xiàn)快速故障定位；

結(jié)合脈沖信號(hào)檢測(cè)或局部放電檢測(cè)技術(shù)，提高故障檢測(cè)的精度。

3.5 與其他能源管理系統(tǒng)協(xié)同：

結(jié)合能效管理平臺(tái)，不僅監(jiān)測(cè)絕緣狀態(tài)，還能優(yōu)化用電策略，提高整體能源利用率；

適應(yīng)碳排放監(jiān)管要求，確保企業(yè)的能源管理和安全管理同步進(jìn)行。

工業(yè)配電系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)面臨電網(wǎng)復(fù)雜、故障隱蔽、干擾嚴(yán)重、維護(hù)困難、數(shù)據(jù)管理復(fù)雜、行業(yè)需求不同等諸多挑戰(zhàn)。要提升絕緣監(jiān)測(cè)的精度和可靠性，需要結(jié)合高精度檢測(cè)設(shè)備、智能分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能運(yùn)維等技術(shù)手段，構(gòu)建一個(gè)安全、智能化的配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系。這不僅能提高企業(yè)的供電安全性，還能降低維護(hù)成本，提升能源利用效率，助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.絕緣監(jiān)測(cè)裝置

AIM-T500 絕緣監(jiān)測(cè)儀是安科瑞電氣集多年電力儀表行業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研究開發(fā)出來(lái)用于監(jiān)測(cè) IT 配電系 統(tǒng)（不接地系統(tǒng)）對(duì)地絕緣狀況的儀表。產(chǎn)品采用微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便， 集智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化于一身。具有測(cè)量范圍廣、反應(yīng)速度快、允許系統(tǒng)泄漏電容大等特點(diǎn)。同時(shí)其擁 有豐富的功能，絕緣故障預(yù)警、故障報(bào)警、事件記錄、互聯(lián)、參數(shù)自由設(shè)置。可用于礦井、玻璃廠、電爐和 試驗(yàn)設(shè)備、冶金廠、化工廠、爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所、計(jì)算機(jī)中心以及應(yīng)急電源等工業(yè)場(chǎng)所的 IT 配電系統(tǒng)中，實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè) IT 配電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣狀況，當(dāng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，及時(shí)報(bào)警，提醒工作人員排查故障。

172.，有任何問(wèn)題。，6972
都可以隨時(shí)問(wèn)的5322

4.1  型號(hào)說(shuō)明

4.2 主要功能

絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備主要用于持續(xù)檢測(cè)電網(wǎng)對(duì)地絕緣狀態(tài)，尤其適用于IT系統(tǒng)（不接地系統(tǒng)）。其主要功能包括：

應(yīng)用范圍廣：適用于交流、直流以及交直流混合IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)；

測(cè)量范圍廣：允許系統(tǒng)泄漏電容大；

監(jiān)測(cè)功能：監(jiān)測(cè)IT 系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻，對(duì)地泄露電容；

告警功能：具有兩段式告警，故障預(yù)警、故障報(bào)警；

告警指示：LCD 和LED 具有報(bào)警指示功能，告警時(shí)顯示相應(yīng)的告警信息；

告警輸出：具有繼電器輸出，分別對(duì)應(yīng)不同告警類型；

通訊功能：具備RS485 接口，可與上位機(jī)管理終端通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)控IT系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；

故障記錄功能：具有SOE 故障記錄功能，能夠記錄故障發(fā)生的時(shí)間和故障類型，方便操作人員分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況，及時(shí)消除故障；

自檢功能：可一鍵實(shí)現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢；

斷線監(jiān)測(cè)功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PE/KE 功能接地線連線狀況；

手動(dòng)/自動(dòng)復(fù)位功能：可以自行選擇。

4.3 控制面板

4.4 設(shè)備尺寸

4.3 設(shè)備特點(diǎn)

AIMT500絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備具備以下特點(diǎn)：

高精度絕緣監(jiān)測(cè)：能夠檢測(cè)電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗，并在阻抗下降到危險(xiǎn)水平前提供預(yù)警；

多種通訊接口：支持ModbusRTU協(xié)議，可無(wú)縫集成到Acrel2000MG等能源管理系統(tǒng)；

智能報(bào)警功能：具備多級(jí)報(bào)警機(jī)制，可通過(guò)蜂鳴器、LED指示燈或遠(yuǎn)程信號(hào)輸出進(jìn)行報(bào)警；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析：可存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，并支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，以便運(yùn)維人員分析絕緣趨勢(shì)。

4.4 技術(shù)參數(shù)

4.5 接線方式

5. 應(yīng)用場(chǎng)景

AIMT500主要應(yīng)用于不接地系統(tǒng)（IT系統(tǒng)），廣泛用于以下場(chǎng)景：

化工廠：防止?jié)穸雀摺⒏g性環(huán)境中的電氣絕緣劣化導(dǎo)致故障；

鋼鐵廠：檢測(cè)大型電動(dòng)機(jī)及變壓器的絕緣狀況，避免因絕緣損壞導(dǎo)致的停產(chǎn)；

半導(dǎo)體制造業(yè)：對(duì)精密設(shè)備供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止絕緣故障影響生產(chǎn)，并支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，便于后續(xù)分析和維護(hù)；

結(jié)論

AIMT500絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備憑借高精度監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程通信、智能報(bào)警和強(qiáng)抗干擾能力，在工業(yè)廠房配電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。它能夠有效提高供電安全性、減少突發(fā)停機(jī)事故、降低維護(hù)成本，并提升工業(yè)企業(yè)的整體能效管理水平。在“雙碳”目標(biāo)和智能制造趨勢(shì)的推動(dòng)下，絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，助力工業(yè)電力系統(tǒng)邁向更有效、更安全的未來(lái)。