直流系统接地的危害分析与处理措施

直流系统接地的危害分析与处理措施

冯宇航

湖南华电常德发电有限公司 湖南常德 415000

摘要：近些年，我国的电力行业发展非常快速，其中，直流系统出现接地故障的原因种类较多，而其所潜在的接地故障风险也会对系统的安全性和稳定性带来一定影响。因此，应对直流系统接地故障进行全面分析，详细了解故障诱发原因与危害，从而实施有效的处理措施。

关键词：直流系统接地；危害；处理

引言

变电站直流系统是独立于主网架之外的电源系统，直流系统运行方式不受一次设备运行方式的影响。直流系统在变电站中承担着重要角色，一般为保护装置、隔离开关等设备的控制回路提供电源，也常用于变电站站内事故照明逆变电源部分提供直流电源。直流系统电压是否正常、两极绝缘是否良好关系到保护装置能否正确动作，严重时甚至会导致保护出现闭锁、控制回路失去作用、断路器操作电源失效等。

1直流系统接地概述

1.1 直流系统接地

直流电源为带极性的电源，为电源正极和电源负极。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化、设备本身的问题等，而不可避免地发生直流系统接地。

1.2 直流系统接地的危害

（1）接地分类。按接地极性分为正接地和负接地，按接地种类可分为直接接地和间接接地。（2）接地危害。一点接地时，不会产生短路电流可以继续运行，但要及时查找，避免两点接地。正接地可能导致断路器误动。负接地可能导致断路器的拒动。

2直流系统接地的原因

直流系统接地的原因可分为人为因素、设备因素、环境因素、其他因素等。人为因素造成直流接地。检修人员漏包扎带电二次回路电缆头、测量二次回路时误碰设备金属外壳、施工中将二次回路电缆损坏造成接地等。人为因素造成的直流接地多为人员疏忽或技术能力不足造成，是变电站改扩建过程中直流接地的主要因素。设备因素造成直流接地。直流系统在设备长期运行过程中易受到各种不利因素影响，如改扩建造成寄生回路、长期不良环境造成绝缘老化、设备质量差绝缘寿命不足等都会造成直流接地，对设备稳定运行带来影响。环境因素造成直流接地。直流接地多发生于末端支路上，因为末端支路运行环境恶劣，易出现受潮、高温现象，对直流系统绝缘带来很大威胁。如箱体内凝露、雨天箱内积水、持续高温等情况，短时间或持续不断的降低直流系统绝缘，造成接地。其他因素造成直流接地。除常见的各类因素外，变电站内还有很多其他因素易导致直流接地现象发生，如小动物破坏、长期靠近转动部件造成磨损等，这类因素在变电站中也时有发生，且不易于防范。

3直流接地故障传统查找方法

3.1拉回路法

一般先从信号回路、照明回路，再操作回路、保护回路等。具体步骤如下：首先，通过拉闸断开馈线支路电源，如果接地故障消失，说明该支路发生了接地故障；断电时间不应超过3秒。其次，将接地故障支路分段解开端子，对每段馈线摇绝缘，找出接地故障位置。最后，排除接地故障并恢复该接地支路的供电。如果系统还存在接地故障，则重复上述过程，查找其他接地故障点。拉闸查找接地故障存在以下缺陷与隐患：有的接地找不出来；引起保护拒动；引起保护误动。

3.2直流接地故障的排除

变电站内发生直流接地故障时，应首先确认站内有无工作，若有工作应要求工作立即停止，检查作业现场有无造成直流接地的因素。若站内无工作，先根据绝缘监测装置告警提示查找，通过一级一级地查找逐渐缩小范围，最终确认故障支路，根据天气情况和装置提示找出故障点。采用拉路法、在线监测法确认支路后，还可利用直流接地故障查找仪确认故障点，便于提高查找效率。

3.3总结及改进措施

3.3.1当直流系统出现接地故障告警时，有可能是高阻接地的情况，此时接地电阻可能与直流接地查找仪的内阻大小相近甚至更大，此时仪器输出的电流信号可能会产生分流，使得接地回路中的信号电流很小，因此钳表无法准确检测到支路是否存在接地。此时可根据现场直流系统监测装置所报的接地电阻阻值大小对直流接地查找仪的接地电阻进行调整，使调整后的阻值大于绝缘监测系统显示的接地电阻值，然后再进行接地点的查找。

3.3.2 由于蓄电池本身内阻很小，且蓄电池直接与直流系统正负极相连接，并且蓄电池在直流系统电流方向的反方向侧，因此当蓄电池处存在接地故障时，直流系统绝缘监测装置会显示正负母线绝缘电阻都明显降低且相差不远的情况。而在控制回路或信号回路等回路中出现直流接地的情况时，由于回路中有分布电容及断开接点的存在而不会出现直流系统正负绝缘电阻同时都偏低的情况。因此当直流接地查找仪主机在开机时显示正负对地绝缘电阻值两者都偏低且相差不大时，那么接地点在蓄电池处的可能性较大；若直流接地查找仪主机在开机时显示正负对地绝缘电阻值两者相差较大，则接地点很有可能出现在系统二次回路中。

3.4 便携式直流接地故障定位装置故障定位法

绝缘问题检查非比一般故障检查，查找排除比较困难，必要时需停电配合检查，必须确认保护是否允许直流失电，超过3秒的失电要提前跟运行人员报备，做好事故预案，因此便携式直流接地故障定位装置故障定位法出现。特点是无须断开直流回路电源,避免“拉回路”的方法,提高了排查直流接地故障的安全性。许多单位在装设绝缘监察装置的基础上，辅助运用该装置，将接地故障定位到具体的点。

4 查找直流接地故障的技巧

4.1  及时查找

因直流接地故障十分不稳定，常常随环境等外界条件变化，系统发生接地时应报告值班调度员，迅速寻找接地点。在寻找接地点之前，应根据绝缘监察装置，判断是哪极接地及接地的程度如何。

4.2 利用绝缘监察装置定期巡检

利用精度较高的查找装置定期对各个直流回路进行检查。发生接地时接地报警灯亮，同时报警，显示屏能显示接地极性、接地支路号。

4.3 按序查找

应首先考虑直流回路、保护屏、端子箱等二次回路有无工作以及是否有雨等情况，再对信号回路、事故照明回路、操作回路、控制回路，最后保护回路顺序进行排查。可根据单位情况先针对检测绝缘情况较差的回路，再检查绝缘好的回路。

4.4 直流环路

对环路供电的直流系统需要先断开环路开关，如果断不开的环路，应对检测到的接地故障回路其接地精度仔细分辨，找出接地更严重的回路,继续查找。

结语

变电站直流系统的运行状况直接影响带变电站保护及自动化装置能否正常运行。现阶段，直流系统也正朝着愈加复杂的方向发展，使直流系统发生接地故障的概率增加，而且也增加了查找故障点的难度。针对直流系统，日常工作重点应放在平时的防范上，对于容易发生接地的地方要加强巡视，出现直流接地故障时要尽快找出接地点，并采取正确的隔离措施，以便后续的恢复工作。

参考文献:

[1]殷峰.直流系统接地故障查找方法[J].新疆电力技术,2007(3):12-14.

[2]武春雷．变电站直流接地成因及查找方法[J]．山西电力，2008(4)：32-33.

[3]刘玖林.牵引变电所直流系统接地危害分析及应对措施探究[J].电子技术与软件工程，2015，（7）：233.

[4]祁胜利，许常顺，魏志川.变电站交流串入直流系统危害分析及防范措施[J].电力安全技术，2014，16（4）：56-57.

[5]吴志强.变电站直流系统接地故障分析及应对措施[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(15):117-119.