直流220伏系统接地危害与查找研究

直流 220伏系统接地危害与查找研究

谢素梅 王俊霖 王少臣 吴京林

四川红华实业有限公司，四川 乐山 614200

摘要：直流系统的特点是对地悬浮的，在存在一点接地故障时，通常不会造成设备损坏，如若不采取解决措施，当出现两点接地时，容易出现事故。本文主要论述了直流220伏系统接地危害与接地点查找方法，深入分析导致直流接地的原因，了解查找顺序与注意事项，总结实践经验，采取有效的控制措施，确保变电站的正常运转。

关键词：直流220伏；系统接地；查找

引言：现阶段，一些变电站中的控制回路、继电保护装置、合并单元等均通过直流电源供电。因为变电站中的各种设备比较繁多，很多装置都需要直流系统提供电能，为保证变电站的正常运行，对直流系统进行优化很有必要，当发现对地绝缘异常等情况，要做出及时处理。

1. 造成直流接地的原因

因为受到恶劣天气因素所干扰，处在室外的直流系统和二次回路电缆长时间暴露严寒或潮湿环境中，通常情况下，室外端子箱和刀闸辅助接电位置会产生积水，引起直流二次回路中的对地绝缘阻值减小，绝缘能力下降，出现直流接地情况。

因为变电站已运转多年，各种端子箱、机构箱均出现了较为严重的老化，密封性不良，二次直流线缆的绝缘能力低，导致出现接地隐患的因素包括设备质量不达标、长期振动和直流系统绝缘老化等，

在维修带点二次回路阶段，工作人员需要将带有直流电源的电缆与设备金属接地外壳直接接触，出现接地，另外，在维修时的动态接地也会导致接地故障出现。

由于设计因素，或者临时采取措施，将两个系统接入一个电缆，使用同层敷设的方法，当电缆中的芯线出现破损时，两个系统进行结合，导致直流接地，一旦出现此类情况后，难以及时做出处理。

2. 直流220伏系统接地危害

1. 一点接地危害

由直流系统接地引起的事故之中，很多是因为直流一点接地所导致的。直流系统中得分布电容会朝出口继电器放电，出现误动作，技术人员要摒弃传统观念，加强对直流系统一点接地的防范^[1]。

2. 两点接地危害

发生两点接地之后，信号装置、继电保护与控制设备会发生错误动作，容易直接造成线路断路，后果严重。所以，直流系统不能长时间一点接地运行，当出现一点接地后，要迅速扎找出接地点，并做出处理。

当蓄电池正极接地容易发生继电保护误动作情况，因为通常跳闸线圈直接连接蓄电池的负极，当发生故障情况时，会产生继电保护。蓄电池负极接电使自动装置不能正常动作，以致于在出现接地情况时，无法实现线圈短接。

短路电流导致电源保险熔断，损坏继电器接点，使整个电路失去保护，若回路再出现接地或绝缘不良情况，会引发继电保护拒绝动作，导致事故升级。

3. 直流系统接地点查找方法

1. 拉路法

直流接地回路脱离直流运行系统后，要始终保持母线中的两极对地电压稳定，所以，可以让直流接地回路立即停电，目的是为找出接地点。要按照运行模式、操作状态、天气情况来做出判断。直流电源系统属于电厂与变电站的关键部分，其作用在于为保护装置和开关控制回路提供电源，因为其特殊性，所以不可随意停电。近几年来，计算机的大范围使用，计算机保护与监控系统不可以任意切断直流电源。

在直流系统中，空气开关与熔断器属于分级配置的，通常包括总路空开、分路空开，两级空气开关让直流回路成为了三段。两级空气开关分别为直流屏总路空气开关与各设备分路空气开关，三段回路涉及直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆与桥接母线回路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。以三段回路数量最多，故障率最高，几乎全部的直流接地都在这一位置^[2]。

要及时确定接地点所属空开，掌握接地的具体位置，研究产生原因，检测人员应对三段回路的组成、作用与现场实际位置有足够的了解，查找直流接地的首要环节是了解现场直流接地接线，做到心中有数，方能在寻找阶段不出现遗漏。查找总路空开下级串接的全部空气开关，根据先信号后控制、先室外后室内的原则，确定拉路顺序。信号回路包括测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开，不会干扰故障跳闸，要先拉监控与智慧信号。若接地点正处于空开控制的回路中，则无需让重要回路短时停电。

保护控制回路空开与整个电力系统的安全息息相关，因此，需控制好拉路时间，最好不超过3秒，理清拉路顺序，一般是先拉起负荷轻的空开，再拉起负荷重的空开，在拉开完毕之后，立即增加接地极母线对地电压，使之达到110V，接地点处在下级回路之中。

在明确定位之后，要进行调度申请，断开该路空开，剩余直流回路便可正常运转，使用绝缘检测设备，因为空开已经断开，下级回路不通电，使用万用表监视回路则不能充分发挥作用。

经调查研究表明，在实际运行过程中，直流接地点多出现在户外，因此在分段查找过程中，重点应放在室外部分，打开回路所属的二次设备接线盒，仔细检查，查看是否存在积水、潮气等，或许能发现接地点。

若无空气开关可拉，要依靠解开电缆芯线做出分析，值得注意的是，在操作之前，要让进行端子排号，将接线编号仔细记录下来，避免在恢复接线时发生错误。按照顺序解开控制室到场地直流电缆芯线，每解开一根电缆，要使用摇表测出绝缘电阻，当绝缘恢复，表明接地点处在本电缆与电缆对侧回路当中。若解开全部电缆后依然未变化，表明接地点在内部，这时应依次拔出装置插件，测出绝缘电阻，若绝缘恢复，意味着接地点处在对应插件之中，若无变化，需要反复触摸，找出位置。

但这种检查方法有着一定的弊端，难以及时准确判断出接地点和接地回路，从而出现保护误动作与开关误跳闸的情况，这种方法也很少应用。

2. 绝缘监测装置

在直流系统中通常安装绝缘检测设备，可以不间断检测分支回路的接地状态，监测装置的生产原理为信号注入法、霍尔传感器监测法和磁饱和监测法。电流互感器在直流馈线分支回路中，通过设备检测到的信号进行分析判断，显示回路对应编号。绝缘装置能够显示出接地电阻，根据电压值对接地程度进行判断，可能是直流母线接地、环路接地或某元器件上的小线接地。当变电站中出现直流接地警告，要对站中全部的支路进行逐个检查，在测量完毕后，接地故障可能存在直流屏中，或蓄电池放点仪放点接头负极与外壳接触接地^[3]。

在产生直流接地信号以后，应立刻停止二次回路的电流，使用仪表检测对地电压，查看装置准确性，万用表要选用高内阻，避免另一点接地，逐一查找控制、保护、信号回路。在必要情况时，要解列蓄电池与充电机，监测设备的可以实时监测各回路的接地情况，当出现绝缘不良时，可以第一时间预警。但每种绝缘监测设备的质量存在较大差异，存在精度低、误报率小、抗干扰能力弱等诸多问题，另外，这种方法仅对单负荷支路效果明显，对于多负荷情况时，便需要采用其他方法。

3. 便携式直流接地故障探测仪

这种设备可以有效排除接地故障，能够和在线绝缘监测设备共同使用，在生成接地信号与支路信息之后，工作人员要迅速找出接地点，确定好位置之后，工作人员需做好安全措施，隔离故障回路，保障整体电路的正常运转。

结论：直流系统接地始终是电力工作人员所面临的难题，在整个供电系统中，拥有众多的分支供电网络，短时间的直流接地不会产生对电网产生过大破坏，当出现两点以上接地断路，会直接损坏设备，影响到电网的正常运转，因此，需定期进行系统的检查，不断积累查找经验，提高监测效率，实现精准查找。

参考文献：

[1]曾书君.直流系统接地危害分析与接地点查找方法探讨[J].电力安全技术,2019,21(2):4.

[2]郑宪伟.变电站直流系统接地故障查找与处理[J].2021(2014-12):291-291.

[3]张晓野.直流系统接地故障查找措施探析[J].光源与照明,2020(5):3.