新能源电力浪潮下，直流系统绝缘监测的革新方案

安科瑞 吕梦怡

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随着全球能源危机、用能增加以及新能源技术的发展，新能源发电越来越广，并逐步形成新型能源与电力市场 。直流系统作为新能源应用的重要环节，其应用也越来越广泛。

AIM-D系列直流绝缘监测仪专为直流系统设计，用于不接地的直流系统接地故障检测。当直流系统出现接地故障时，能发出绝缘故障报警信号。

产品可以应用在发电厂家、变电站的直流屏、电动汽车充电装置、UPS供电系统、储能系统及其它直流电网等直流系统。

一、直流绝缘监测产品介绍——参考标准

1.GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统:第1部分:通用要求 第B.4.1条：

在充电机端和车辆端均设置IMD电路，充电之前，由充电机负责充电机内部（含充电电缆）的绝缘检查，由电动汽车负责整个系统的绝缘检查。充电直流回路DC+、PE之间的绝缘电阻，与DC-、PE之间的绝缘电阻（两者取小值R），当R>500Ω/V视为安全；100 Ω/V < R ≤500Ω/V时，宜进行绝缘异常报警，但仍可正常充电；R≤100Ω/V视为绝缘故障，应停止充电。

2.NB/T33001-2018电动汽车非车载传导式充电机技术条件 第6条：功能要求

6.3 绝缘检测功能

充电机应具备对直流输出回路进行绝缘检测的功能，并且充电机的绝缘检测功能应与车辆绝缘检测功能相配合。充电电机的绝缘监测功能应符合GB/T 18487.1-2015中的规定。充电机在进行绝缘检测前应该检测直流输出接触器（K1、K2)的外侧电压，当电压超过±10V时应停止绝缘监测流程并发出告警信号。

3.GBXXXX-202X电化学储能电站设计标准（征求意见稿）第7.3.3条：

储能单元应具备绝缘监测功能，绝缘监测可由电池管理系统实现，也可由储能变流器实现，当储能单元绝缘低时应能发出报警和/或跳闸信号智能储能变流器及计算机监控系统 。

二

直流绝缘监测产品介绍——硬件产品

1.通用型直流绝缘监测仪

型号参数：

AIM-D100-TL，适用于DC10V~100V直流系统

AIM-D100-TH

适用于DC100V~1000V直流系统

功能特点：

①监测直流正负极对地电阻，低于设定值报警。

②测量正负之间，正负极极对地电压，具过欠压报警功能。

③LED指示和LCD显示功能。

④3路继电器输出，常开常闭可设

⑤RS485通讯，Modbus-RTU协议。     

⑥20条事件记录。

⑦4模导轨安装，插拔端子。

⑧支持周期监测和通讯触发监测

型号参数：

AIM-D100-TS，适用于DC150V~1500V直流系统

功能特点：

①监测直流正负极对地电阻，低于设定值报警。

②测量正负之间，正负极极对地电压。

③LED指示状态指示。

④通过拨码设置参数。

⑤2路继电器输出，常开常闭可设（通讯设置）

⑥RS485通讯，Modbus-RTU协议

⑦支持周期监测和通讯触发监测

⑧可用于DC1500V以下储能系统

2.充电桩用绝缘监测仪 

型号参数：

AIM-D200-CAI，适用于DC100V~1000V直流桩

功能特点：

①监测单路直流正负极对地电阻，低于设定值报警。

②测量正负之间，正负极极对地电压。

③LED运行和故障指示。

④1路直流电流监测功能。

⑤RS485通讯，Modbus-RTU协议。     

⑥4模导轨安装，插拔端子。

⑦支持周期监测和通讯触发监测

型号参数：

AIM-D100-CAD，适用DC100V~1000V双枪直流桩

功能特点：

①监测双路直流正负极对地电阻，低于设定值报警。

②测量正负之间，正负极极对地电压。

③LED指示，运行、通讯、预警、报警、反接指示。

④双路独立监测和报警。

⑤通过拨码设置参数。

⑥RS485通讯，Modbus-RTU协议。

⑦支持周期监测和通讯触发监测。

三、直流绝缘监测解决方案

1.直流电源

应用场景：发电厂、变电站等直流屏，UPS供电系统

直流屏接入交流380V电源，电池模块平时充电，当AC380V电源失电后，直流母线使用备用电池供电。绝缘监测仪可以监测直流母线和支路的绝缘情况，当直流系统中任意位置发生绝缘损坏或者单相接地的情况，仪表发出报警信号，提示工作人员排查故障。

2.直流充电桩

应用场景：直流充电桩

如下图示例为一个双枪120kW直流充电桩。绝缘监测仪由控制器测量电压、电阻和电流。充电桩使用时，单独使用A枪或B枪时，控制器控制对应IMD1或者IMD2绝缘监测仪

行绝缘监测；双枪同时使用时，控制器控制IMD1绝缘监测仪行绝缘监测。

3.储能系统

应用场景：储能系统

如下图，储能系统中，设置了多个绝缘监测仪，但同一时间同一系统仅允许1只绝缘监测仪工作，因此需要控制模块进行控制。采用分时控制策略，采用通讯触发的方式，确保同一时间内只有1只绝缘监测仪在工作。

4.光伏系统

应用场景：光伏系统

如下图光伏系统中，光伏组件发电汇流后经过逆变器并入电网，逆变器内自带隔离变压器，每个汇流箱前端分为独立系统，对于独立的不接地的直流系统，应装设绝缘监测仪，检测直流母线及支路对地的绝缘情况，当发生绝缘损坏或者单极接地，仪表能够及时报警，提示工作人员对回路进行检修排查故障，防止故障事态扩大引起短路。

审核编辑 黄宇