“电力系统安全关系千家万户、事关国计民生，是国家安全的重要组成部分。实现‘双碳’目标，需要构建新型电力系统。新型电力系统具有新的技术特征，面临新的发展机遇和挑战。"中国工程院院士舒印彪近期在北京大学能源研究院主办的以“新形势下能源转型思考——能源安全"为主题的北京论坛·能源分论坛暨第三届北大能源论坛上指出。

电力与人们的衣食住行和生产生活息息相关、密不可分。作为经济社会发展的重要物质基础，电力已经成为人们须臾不可离开的资源要素。电力系统是现代社会重要的基础设施，电力系统的根本任务是保证“安全、经济、优质、清洁、高效"的电力供应。

舒印彪指出，实现“双碳"目标，需要大规模开发新能源，构建新能源占比提高的新型电力系统。新型电力系统的“双高"特征 (高比例新能源、高比例电力电子装备) 带来新的安全挑战。

一、简介（LYJYXT3000高压电缆绝缘电阻在线监测报警系统测量工作量小）

LYJYXT3000绝缘电阻在线监测报警仪用于电动机、发动机、变压器、电缆、电力电容等设备的绝缘电阻在线监测报警。仪器由测量电路部分、显示控制部分组成。测量电路安装在不锈钢金属壳体内，高压输出L线与测量电路之前通过高压隔离再整体灌封，在线安装后，被测试对象的高压不会对仪表造成损坏，测量电路部分可以安装在配电柜内，其不锈钢金属壳体设计有4个安装固定卡槽；显示控制部分安装在配电柜柜门上(开孔86mmx86mm)，方便操作观察。

仪器选用了大规模集成电路与诸多精密高压电子元件，测试电压有2500V或5000V可选，绝缘电阻测量范围0.01MΩ~2.5TΩ。具有液晶显示、数据存储、数据查询、绝缘阻值过低报警、自动锁机（报警时输出一个220V控制信号去控制被测设备的电源；或电电气设备运行时，通过高压断路器的辅助触点闭锁本仪器，仪器不工作，当电气设备退出运行时，仪器自动测试电气设备的绝缘电阻，当检测的绝缘电阻不合格，仪器声光报警，不允许高压电气设备投入运行）、远程监控（显示控制器背面设计有RS485Modbus通讯接口，提供协议供二次开发）等功能。仪器同时具有吸收比和极化指数测试功能。整机测量精度高、操作便捷、安装方便、性能稳定可靠、抗干扰能力强。还具有防震、防尘、防潮结构，是电力、矿山、油田、江河排灌等大型电力设备绝缘电阻在线监测的智能仪表。

二. 技术规格（LYJYXT3000高压电缆绝缘电阻在线监测报警系统测量工作量小）

三. 结构（LYJYXT3000高压电缆绝缘电阻在线监测报警系统测量工作量小）

1、高压测量L线         2、G线（绿色）  3、E线（黑色）

4、显示控制器           5、显示控制器与测量电路的连接线    6、220V控制线（输出1个220V控制信号）

7、电源线                  8、不锈钢外壳（内置测量电路）     9、安装卡槽（4个）

显示控制器背面结构：

10、485通讯接口（二次开发用）    11、与测量电路的连接口

四. 操作（LYJYXT3000高压电缆绝缘电阻在线监测报警系统测量工作量小）

1．基本操作

1.1. 按键介绍：

从左到右，依次为上键，下键，菜单键，测试键

1.2. 测量界面的介绍：

上半屏，左上角显示单次测量的时间（分：秒），右上角显示输出的电压。中间显示测量的电阻值（未测量时，显示“R----"），中文提示，测量结束后，会显示测量结果。

下半屏，显示测量的状态，日期和时间。

长按测试键输出电压，开始测试绝缘电阻，短按测试键停止测量。测量时间结束后，自动关闭测量并对仪表放电处理，测量结果自动保存。

按下测试键后，仪表自动检测外部电压，如果外部电压大于800V，仪表不输出电压并发出警报。

注意：只有在测量界面才能测量绝缘电阻。

当被测绝缘电阻值低于20MΩ时，仪表报警并且输出一个220V控制信号，该220V控制信号可以去控制电机停机，或控制设备电源断电。

1.3. 菜单界面间的切换：

菜单界面包括：PI/DAR界面、设置间隔测量时间界面、设置单次测量时间界面，设置日期时间界面，保存数据读取界面和保存数据删除界面。

第1个为PI/DAR界面，按菜单键，对6个功能界面进行切换。按到删除数据界面后再按菜单键就会返回到测量界面。或者：在菜单界面下，长按菜单键返回测量界面。

1.4. 菜单界面介绍：

PI/DAR1/DAR2界面：

默认显示的是极化指数PI的界面，通过按上键可切换到显示吸收比DAR1的界面，再按上键可切换到显示吸收比DAR2的界面。再按上键可回到极化指数PI的界面。

极化指数PI界面介绍：

上方显示10min时的测量电阻值，下方显示1min时的测量电阻值。

中间显示PI的计算值。

吸收比DAR1界面介绍：

上方显示1min时的测量电阻值，下方显示15s时的测量电阻值。

中间显示DAR1的计算值。

吸收比DAR2界面介绍：

上方显示1min时的测量电阻值，下方显示30s时的测量电阻值。

中间显示DAR2的计算值。

设置间隔测量时间界面：

低可设置间隔1小时测量一次。设置为0则不启用自动测量功能。

如：设置为0001，则测试间隔时间为1小时；设置为0100，则测试间隔时间为100小时。

通过按测试键可以左右移动光标，按上/下键对光标闪烁的位置进行数值的调节，从而对测量时间大小进行更改。注意时间的设置不能超过2400小时。

设置单次测量时间界面：

单次测量时间为分钟和秒的形式。低可设置只测试1S。设置为0则会一直测试。如果设置为10:00，则测试时间为10分钟，设置为00:15，则测试时间为15秒。

通过按测试键可以左右移动光标，按上/下键对光标闪烁的位置进行数值的调节，从而对测量时间大小进行更改。注意时间的设置不超过30分钟。

设置日期时间界面：

通过按测试键可以左右移动光标，按上/下键对光标闪烁的位置进行数值的调节，从而对测量时间大小进行更改。

保存数据读取界面：

上半屏，左上角显示保存数据的组别编号，右上角显示当时的输出电压值，中间显示当时的测量电阻值。

下半屏显示当时的测量日期和时间。

短按上/下键翻阅查询其他组别的保存数据，长按上/下键可快速翻阅。

短按测试键，可查看当时保存的PI/DAR值。在这里按上/下键能对PI/DAR1/DAR2的显示进行切换。

保存数据删除界面：

按上/下键切换显示"NO/YES"，当显示“YES"时，按测试键，保存的数据会被全部删除。当显示“NO"时，按测试键，不删除保存的数据。返回测量界面。

2．绝缘电阻测量详细操作

2.1. 绝缘电阻测量接线

注意：绝缘电阻测试只能在不带电的电路上进行，测试前应检查测试导线是否良好，确认被测回路是否带电。

1、测量电气产品元件之间的绝缘电阻时，红色高压线（L线）和黑色测试线（E线）接在任一组被测设备的线头上进行，如测量发电机相间绝缘电阻时，红色高压线和黑色测试线夹子夹住其中两相，三相可轮流交换，空出的一相应该接地。如下图所示：

2、测量绝缘电阻时，红色高压线（L线）接在被测设备上；黑色测试线（E线）接在被测回路接地端，即被测设备的外壳或者大地。绿色测试线（G线）接在被测试物的屏蔽部分或者其他不参与测量的部分，以消除表面泄漏电流的影响，如下图所示：

3、在线监测绝缘电阻时，参照上述1或2接好线，再连接电源线，220V控制线、通讯线等，220V控制线及通讯线根据实际需要连接。在线安装时，所有测试线要用螺丝紧固，避免松动，安装后在裸露线头上打绝缘热熔胶。

2.2. 仪表测量操作

按照上述方法接好线后。长按显示端的测试键，听到“嘀"的警示声后松开按键，测量端的L线端输出高压电压，LCD右上方显示高压警告符号和实际输出的高压电压值，每隔2秒伴有“嘀"的警示声，测量时间开始增加，仪器开始测量设备的绝缘电阻。

当测量时间达到设定值或者再次按下测试键，仪器停止测量并停止输出高压电压，伴有“嘀嘀"两声警示声，LCD中框左侧显示数据保持HOLD标识和测量所用的时间，显示当前的测量结果。

测量结束后，仪表自动保存当前测量结果，并进行极化指数（PI）和吸收比（DAR）的计算。仪表自动放掉被测设备上的残留高压电，放电完成后，高压符号会消失。在没有任何操作前，仪表会停留在HOLD界面，一直显示上次测量的结果。再次长按测试键，可进行下一次测量。

警告：测试过程中，严禁触模仪器及L线前端裸露部分以免发生触电危险！测试完毕后，不能立即触摸仪器外壳，不能立即拆除测试线，存储的电荷可能导致触电事故，必须等放电完成后才能触摸仪器或拆除测试线。

五. 工作原理（LYJYXT3000高压电缆绝缘电阻在线监测报警系统测量工作量小）

1．测量原理

绝缘电阻测量采用电压发生器产生一个电压V，施加到电阻两端，通过测量在电阻两端流动电流I，并根据公式R=V/I计算电阻值R。

2．屏蔽端G线的使用

测量电缆的绝缘电阻时，覆盖表面的泄漏电流通过绝缘体内部与电流汇合，造成绝缘电阻值误差的产生。为避免此种现象的发生，使用保护线（任何导电性裸线）将泄漏电流流经部分卷起来，与绿色测试线（GUARD）相接，泄漏电流不流过指示计，可准确测量绝缘体的绝缘电阻。当空气相对湿度大于80%，或仪表输出测量电压大于等于2500V时，被测设备也需要接上绿色测试线（GUARD），从而消除泄露电流。如下图所示：

3． 极化指数（PI）和吸收比(DAR)

极化指数（PI）和吸收比（DAR）作用：

极化指数（PI）和吸收比（DAR）是检查绝缘体的泄漏电流的时间是否增加的试验。确认施加时间的同时泄漏电流没有增加。仪表自动计算极化指数PI和吸收比DAR值，极化指数PI和吸收比DAR都表示被测物承受测量电压后一段时间内绝缘电阻的变化情况。

极化指数（PI）和吸收比（DAR）区别：

对于一般的绝缘体测试，如外壳绝缘、工具手柄等一般在较短时间能测试出随施加电压时间增加漏电流是否增加情况，所以一般用较短时间的试验就能测试出来，短时间测试的绝缘电阻比值DAR称为吸收比（具体测试时间见下面公式），但对于大容量和吸收过程较长的被测物，如变压器、发电机、电缆、电容器等电气设备，有时吸收比值（DAR）尚不足以反映吸收的全过程，可采用较长时间的绝缘电阻比值，即10分钟时的绝缘电阻(R10min)与1分钟时的绝缘电阻(R1min)的比值PI来描述绝缘吸收的全过程，PI称为极化指数。

PI和DAR值通过下面的公式计算：

注： 1.  R10Min=电压施加10分钟测量的绝缘电阻值。

2.  R1Min=R60Sec=电压施加1分钟测量的绝缘电阻值。

3.  R30Sec=电压施加30秒测量的绝缘电阻值。

4.  R15Sec=电压施加15秒测量的绝缘电阻值。

5.  DAR的计算时间可以选择15秒或30秒。

极化指数（PI）和吸收比（DAR）应用：

在工程上，绝缘电阻和吸收比(或极化指数)能反映发电机、油浸式电力变压器等设备绝缘的受潮程度。绝缘受潮后吸收比(或极化指数)值降低(如图1)，因此它是判断绝缘是否受潮的一个重要指标。

应该指出，有时绝缘具有较明显的缺陷(例如绝缘在高压下击穿)，吸收比或极化指数值仍然很好。吸收比或极化指数不能用来发现受潮、脏污以外的其他局部绝缘缺陷。

极化指数参考判定值：

吸收比参考判定值：

极化指数（PI）和吸收比（DAR）的补充说明：

绝缘电阻测量完毕后，按下菜单键，仪表进入极化指数（PI）和吸收比（DAR1/DAR2）的显示界面。LCD显示相应的标识（标识的含义请查看下方的注意事项），和显示相应的比值。刚进入界面时，默认显示极化指数（PI）的内容；按下上键，切换显示吸收比（DAR1）的内容；再次按下上键，切换显示吸收比（DAR2）的内容；按下菜单键，退出当前界面，进入下一个界面。

注意事项：

1、PI标识代表显示的数值为极化指数；

2、DAR1标识代表显示的数值为R60Sec/R15Sec的吸收比；

3、DAR2标识代表显示的数值为R60Sec/R30Sec的吸收比；

4、要显示PI值，测量绝缘电阻的时间必须超过10分钟；

5、要显示DAR值，测量绝缘电阻的时间必须超过1分钟；

6、如果在测量时间结束前停止测量，那么屏幕会显示“----"；

7、如果测量电阻为0或者测量阻值超出测量范围，那么屏幕会显示“----"；

8、如果PI或DAR的值大于9999，那么屏幕会显示“OL"。

电力系统使人类极大摆脱了时间和空间上对能源生产、利用的限制。为了使用电力更广泛、更便利，电力系统规模越来越大、结构更加复杂，世界上建成了一些大型的电力系统，比如北美联合电力系统、欧洲电力系统、印度电力系统等，我国电力系统是全球很大、技术很复杂的电力系统。

舒印彪指出，电力系统具有三个显著的技术特征。一是光速传播。电磁功率以光速传播，局部发生的故障会瞬间扩散，波及整个系统。二是实时平衡。电力还不能大规模经济存储，电力的发、输、用必须同时完成。三是控制复杂。电力系统中设备种类繁多，涉及海量的状态变量和控制参数，是典型的复杂巨系统，控制难度非常大。

由于电力系统稳定运行状态被破坏，全球发生过多起大面积停电事故带来巨大损失，美加“8·14"、欧洲“11·4"、印度“7·30"“7·31"大面积停电事故等。“经过多年实践，我国构筑起‘三道防线’安全稳定控制系统，经受住了长期考验。我国电力系统连续30多年没有发生大面积停电事故，保持着特大型电力系统安全稳定运行的世界纪录。"舒印彪说。

舒印彪表示，除传统电力系统稳定破坏事故外，还有一类是非传统安全事故，呈现频发多发态势，同样需要高度重视。“包括恶劣天气、自然灾害、电磁暴、网络攻击等影响电力系统安全。2008年1月到2月初，我国南方遭遇有历史纪录以来最严重的长时间大范围雨雪、冰冻灾害，导致大量输电线路倒塔断线，事故波及湖南、湖北、贵州、江西等多个省份。"

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