本文設(shè)計(jì)了一種絕緣故障定位用Emerson FX-8400信號(hào)發(fā)生器（以下簡稱信號(hào)發(fā)生器），它裝設(shè)于IT系統(tǒng)中，配合絕緣故障定位裝置實(shí)現(xiàn)絕緣故障定位功能。當(dāng)IT系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，信號(hào)發(fā)生器啟動(dòng)并產(chǎn)生定位信號(hào)，注入到IT系統(tǒng)與地之間。絕緣故障定位裝置通過傳感器逐路巡檢，當(dāng)檢測到定位信號(hào)流經(jīng)某支路時(shí)，便可確定該支路為絕緣故障所在回路。此時(shí)，操作人員可有目地的針對(duì)該故障支路進(jìn)行斷電或其它保護(hù)操作，不必逐條支路斷電進(jìn)行排查，從而提高了工作效率，保障了系統(tǒng)供電的連續(xù)性。

1Emerson FX-8400信號(hào)發(fā)生器原理

信號(hào)發(fā)生器工作原理：IT系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)接地故障時(shí)，Emerson FX-8400輪流在系統(tǒng)某根線與大地之間注入定位信號(hào)，以便絕緣故障定位儀能在故障支路上監(jiān)測到定位信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器原理如圖1所示。

圖1Emerson FX-8400信號(hào)發(fā)生器原理圖

在IT系統(tǒng)中，注入的測試信號(hào)有效值必須足夠小，以免對(duì)IT系統(tǒng)形成太大干擾，，甚至對(duì)系統(tǒng)負(fù)載造成危害；但又要有足夠大的峰值，以便在故障支路上形成足夠大的電流，使故障定位儀的電流互感器能正常監(jiān)測。

考慮以上兩種情況后，Emerson FX-8400本文采用脈沖信號(hào)作為測試信號(hào)。脈沖信號(hào)幅度足夠大、寬度足夠窄，就可實(shí)現(xiàn)足夠小的有效值、足夠大的峰值兩個(gè)期望目標(biāo)。從簡化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，沒必要在信號(hào)發(fā)生器上直接產(chǎn)生高壓脈沖信號(hào)，可通過截取IT系統(tǒng)中交流信號(hào)的波峰來實(shí)現(xiàn)。

Emerson FX-8400對(duì)于單相交流IT系統(tǒng)，L1、L2線間電壓為AC220V，其峰值為220V，滿足脈沖峰值足夠大的要求。為滿足有效值足夠小的要求，本文依照標(biāo)準(zhǔn)IEC61557-9的“定位信號(hào)電壓的有效值不允許超過50V”的規(guī)定，將電壓閾值設(shè)為50V。據(jù)此，可計(jì)算出脈沖寬度（由于脈沖寬度很小，為方便計(jì)算，可將此峰值脈沖視為幅度為220的矩形脈沖）為：

當(dāng)交流電壓周期為50Hz時(shí)，脈沖寬度為：

當(dāng)交流電壓為60Hz時(shí)，脈沖寬度為：

Emerson FX-8400利用單片機(jī)的定時(shí)器功能，配合光耦，可以精確截取0.4ms的峰值脈沖。由于0.4ms＜0.4304ms＜0.5165ms，且實(shí)際截取的脈沖信號(hào)中，除波峰一點(diǎn)外，其余點(diǎn)幅度均小于V，因此其有效值一定會(huì)小于設(shè)定的閾值(50V)，滿足脈沖有效值足夠小的要求。

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