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1改造目的
此次改造的目的，就是要實現(xiàn)對400,V低壓配電盤所有電氣設備進行絕緣監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)各設備絕緣情況，并對出現(xiàn)絕緣故障的電氣設備進行在線定位，便于對故障進行查找及解決。
絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要采集各電氣設備的零序電流情況，需要安裝零序電流互感器，確認如何將零序電流互感器安裝到現(xiàn)場設備之中，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定接入的方法。因為有些電氣設備不具備倒停的條件，所以無法斷電進行安裝，只能在線進行安裝，那么是選用開口式電流互感器進行安裝。
2絕緣在線監(jiān)測設計原理
當前絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝于母線上，因此只是對母線整體絕緣情況進行監(jiān)測；由于安裝位置、絕緣表功能不同，導致無法在線監(jiān)測單個電氣設備絕緣情況，無法對絕緣故障情況進行定位，造成了不便于絕緣故障檢查的情況。而新增加的絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要工作原理為，絕緣監(jiān)視儀IRDH575連接在系統(tǒng)和地之間，連續(xù)不間斷地測量并顯示不接地系統(tǒng)(IT系統(tǒng))內(nèi)的相線和地之間的絕緣阻值。當系統(tǒng)對地的絕緣阻值降至預先設定的報警值時，絕緣監(jiān)視儀輸出報警信號。絕緣監(jiān)視儀報警以后，觸發(fā)其內(nèi)部的PGH絕緣故障測試電流發(fā)生裝置對地閉合并發(fā)送測試電流信號。該測試電流信號經(jīng)過絕緣故障點、大地、PGH絕緣故障測試電流發(fā)生裝置，構(gòu)成一個完整的回路，安裝在發(fā)生絕緣故障回路中的測量電流互感器監(jiān)測到該電流信號后，反饋給絕緣故障定位儀EDS460，從而定位到該回路。絕緣監(jiān)視儀IRDH575與絕緣定位儀EDS460之間采用RS485通訊，EDS460定位到故障回路后，傳輸給IRDH575，在面板顯示屏上顯示故障回路等信息。
2.1絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)建立
絕緣監(jiān)視儀IRDH575連接在系統(tǒng)和地之間，連續(xù)不間斷地測量并顯示不接地系統(tǒng)(IT系統(tǒng))內(nèi)的相線和地之間的絕緣阻值。當系統(tǒng)對地的絕緣阻值降至預先設定的報警值時，絕緣監(jiān)視儀輸出報警信號。絕緣監(jiān)視儀報警以后，觸發(fā)其內(nèi)部的PGH絕緣故障測試電流發(fā)生裝置對地閉合并發(fā)送測試電流信號。該測試電流信號經(jīng)過絕緣故障點、大地、PGH絕緣故障測試電流發(fā)生裝置，構(gòu)成一個完整的回路，安裝在發(fā)生絕緣故障回路中的測量電流互感器監(jiān)測到該電流信號后，反饋給絕緣故障定位儀EDS460，從而定位到該回路。絕緣監(jiān)視儀IRDH575與絕緣定位儀EDS460之間采用RS485通訊，EDS460定位到故障回路后，傳輸給IRDH575，在面板顯示屏上顯示故障回路等信息(見圖1、2)。
2.2絕緣監(jiān)測儀IRDH575安裝
主要作用：測量系統(tǒng)絕緣阻值，當絕緣低于設定值時，向系統(tǒng)發(fā)送測試電流。安裝于ACB1開關(guān)盤柜面板，開孔安裝，電源及通訊等電纜通過盤柜底部引入，安裝圖如圖3所示。
2.3絕緣故障定位儀EDS460安裝
主要作用：每臺定位儀采集12回路的零序互感器檢測電流，將定位到的信息傳輸給絕緣監(jiān)測儀IRDH575。
安裝于低壓盤柜后，導軌安裝，共安裝10臺，電源及通訊等電纜通過盤柜底部引入，安裝圖如圖4所示。
 2.4零序電流互感器安裝
主要作用：檢測絕緣監(jiān)測儀IRDH575發(fā)出的測試電流，傳送給絕緣定位儀EDS460，用于定位。串入于每面低壓盤柜的每個回路三相電纜中，采用扎帶固定在電纜上，共安裝109個回路，二次端引入絕緣故障定位儀，安裝圖如圖5所示。
2.5通訊網(wǎng)關(guān)安裝
在LA-13盤柜中安裝一臺COM460網(wǎng)關(guān)，將絕緣監(jiān)測系統(tǒng)通過485通訊轉(zhuǎn)成以太網(wǎng)輸出至EMS系統(tǒng)，可實現(xiàn)在EMS或DMS系統(tǒng)上監(jiān)測并記錄系統(tǒng)絕緣及報警情況，安裝如圖6所示。
3調(diào)試和整改
利用低壓盤A段負載中一已知絕緣為零回路進行測試本系統(tǒng)是否能夠精確定位。安裝調(diào)試完成后，通過在線監(jiān)測各電氣設備絕緣數(shù)據(jù)，與原來絕緣監(jiān)測設備進行數(shù)據(jù)對比。設定絕緣在線監(jiān)測報警定值，觀察絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)工作的可靠性。
4改造效果
4.1將絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)上電投入使用
400,V系統(tǒng)A段絕緣阻值為371,kΩ，系統(tǒng)絕緣偏低，但尚在正常范圍內(nèi)，絕緣監(jiān)測儀IRDH575設置報警值為30,kΩ，此時絕緣監(jiān)測儀無報警(見圖7)。
4.2將已知的故障回路上電
故障回路投入后，絕緣監(jiān)測儀顯示絕緣阻值＜1,kΩ，低于設定報警值30,kΩ，報警指示燈亮，啟動定位并發(fā)出測試電流(見圖8)。
4.3定位成功
定位功能啟動后，經(jīng)過短時間的查找，成功定位到故障回路，定位成功指示燈亮起，并在液晶顯示屏上顯示定位信息，如圖9所示定位到的故障回路所接的通道為ADR：12,K10。
4.4定位信息與盤柜回路匹配
通過從絕緣監(jiān)測儀上讀取到定位信息，再根據(jù)盤柜回路與絕緣監(jiān)測儀EDS460的通道對應表(現(xiàn)場安裝時統(tǒng)計制作)，可快速查出ADR：12,K10通道對應的負載回路為LA11-8，即LA11盤柜的第8個回路定位的結(jié)果與現(xiàn)場實際相符合(見表1)。
 4.5絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)改造經(jīng)濟效益
對設備的全生命周期進行絕緣在線監(jiān)測。
①通過絕緣在線監(jiān)測與定位系統(tǒng)的應用，可以迅速查找到發(fā)生絕緣故障的電氣設備，提高了人員查找故障的工作效率，同時能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測設備的絕緣情況，及早對絕緣低下的電氣設備進行檢修，避免設備故障擴大化。
②通過絕緣在線監(jiān)測和定位系統(tǒng)的應用，可以及時將發(fā)生絕緣故障的電氣設備退出電網(wǎng)運行，避免電網(wǎng)長期處于單相接地故障模式運行，能夠大大降低400,V低壓母排發(fā)生兩相接地故障的風險。
5絕緣監(jiān)測及絕緣故障定位產(chǎn)品
5.1絕緣監(jiān)測及絕緣故障定位產(chǎn)品
AIM-T系列工業(yè)用絕緣監(jiān)測儀
AIM-T系列絕緣監(jiān)測儀主要應用在工業(yè)場所IT配電系統(tǒng)中，主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款產(chǎn)品，均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統(tǒng)。
其中AIM-T300適用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系統(tǒng)，AIM-T500適用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L相比AIM-T500增加了絕緣故障定位功能。
5.2絕緣故障定位產(chǎn)品
工業(yè)用絕緣故障定位產(chǎn)品配合AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀使用，主要包括ASG200測試信號發(fā)生器，AIL200-12絕緣故障定位儀，AKH-0.66L系列電流互感器，適用于出線回路較多的IT配電系統(tǒng)。
5.3絕緣監(jiān)測耦合儀
絕緣監(jiān)測耦合儀配合AIM-T500絕緣監(jiān)測儀使用，主要包括ACPD100，ACPD200，適用于交流電壓高于690V，直流電壓高于800V的IT配電系統(tǒng)。
6技術(shù)參數(shù)
6.1絕緣監(jiān)測儀技術(shù)參數(shù)
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型號
技術(shù)指標
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AIM-T300
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AIM-T500
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AIM-T500L
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輔助電源
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電壓
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AC 85~265V;DC100~300
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AC 85~265V;DC100~300
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功耗
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＜8W
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＜8W
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被監(jiān)測IT系統(tǒng)
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電壓
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480V以下的交流、直流以及交直流混合系統(tǒng)
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690V以下的交流及交直流混合系統(tǒng)、800V以下直流系統(tǒng)
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頻率
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40~60Hz
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40~60Hz
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絕緣監(jiān)測
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測量范圍
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1kΩ~5MΩ
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1kΩ~10MΩ
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報警值范圍
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10kΩ~5MΩ
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10kΩ~10MΩ
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相對誤差
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1~10k: 10k；10k~5M: ±10%
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1~10k: 10k；10k~10M: ±10%
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允許系統(tǒng)泄露電容
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<150μF
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<500μF
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響應時間
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<6s
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<5s
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通訊
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RS485，Modbus-RTU
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RS485，Modbus-RTU
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RS485，Modbus-RTU；
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內(nèi)部參數(shù)
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測量電流
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<170μA
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<270μA
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絕緣故障定位
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無
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無
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有
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電磁兼容/電磁輻射
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IEC61326-2-4
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IEC61326-2-4
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額定沖擊電壓/污染等級
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8kV/Ⅲ
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8kV/Ⅲ
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內(nèi)部直流電阻
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≥120kΩ
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≥180kΩ
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輸出
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繼電器輸出
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預警、報警
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出錯、預警、報警
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環(huán)境
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工作溫度
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-20~+60℃
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-15~+55℃
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存儲溫度
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-20~+70℃
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-20~+70℃
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相對濕度
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5%~95%，不結(jié)露
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5%~90%，不結(jié)露
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海拔高度
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≤2500m
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≤2500m
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6.2測試信號發(fā)生器技術(shù)參數(shù)
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輔助電源
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電壓
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AC 85~265V DC100~300V
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功耗
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<7W
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IT系統(tǒng)
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額定電壓
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單相交流AC 220V
三相交流 AC 0~690V
直流DC 0~800V
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絕緣故障定位
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響應時間
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<5s
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定位電壓
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20V/5Hz
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定位電流
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0~10mA
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環(huán)境
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電磁兼容/電磁輻射
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IEC61326-2-4
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工作溫度
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-15-+55℃
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6.3絕緣故障定位儀技術(shù)參數(shù)
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輔助電源
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電壓
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AC 85-265V DC100~300V
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功耗
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<5W
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絕緣故障定位
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響應時間
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<12s
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定位電壓
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無
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|
定位電流
|
無
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響應靈敏度
|
>0.5mA
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輸出
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繼電器輸出
|
報警Alarm
|
|
環(huán)境
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電磁兼容/電磁輻射
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IEC61326-2-4
|
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工作溫度
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-15-+55℃
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6.4 AKH-0.66L系列電流互感器技術(shù)參數(shù)
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型號
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額定電流
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變比
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等級
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過載倍數(shù)
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L-45
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16-100A
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5A：5mA
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1
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10
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L-80
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100-250A
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L-100
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250-400A
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L-150
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400-800A
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L-200
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800-1500A
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6.5絕緣監(jiān)測耦合儀技術(shù)參數(shù)
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產(chǎn)品型號
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ACPD100
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ACPD200
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適用系統(tǒng)
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單相交、直流不接地系統(tǒng)
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三相交流、直流不接地系統(tǒng)
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電壓等級
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交流0~1150V，直流0~1760V
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交流0~1650V，帶直流元件0~1300V
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直流阻抗
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≥160kΩ
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AK1≥225kΩ
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工作溫度
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-10~+55℃
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存儲溫度
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-20~+70℃
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防護等級
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IP30
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7結(jié)語
目前海上平臺400,V低壓配電盤原有在線絕緣監(jiān)測設備，只能實現(xiàn)單相絕緣阻值監(jiān)測，無法達到當?shù)蛪涸O備發(fā)生單相接地故障時鎖定故障點并方便現(xiàn)場電氣人員及時對接地故障進行排查、解決的效果。本套絕緣監(jiān)測及定位系統(tǒng)不僅能更加精確地測量三相與地之間的絕緣阻值，快速定位到故障點，無需對所有設備進行倒停排查，為故障排除節(jié)省時間，而且能通過DMS系統(tǒng)對絕緣進行監(jiān)測和定位，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)絕緣故障情況的在線查看。
參考文獻
[1]史保壯.變電站高壓設備在線監(jiān)測與診斷技術(shù)展望[M].1版.廣東：廣東電力出版社
[2]宗孔德.數(shù)字信號處理及其應用[M].1版.北京：清華大學出版社
［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6版；
［4］安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及監(jiān)控系統(tǒng)（中英文）2020.01版
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