曾雙成

(重慶市電力公司檢修分公司,重慶 400039)

引言

變電站直流系統是全站保護、自動裝置、監(jiān)控、通訊、操作控制系統電源，必須確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。直流系統是絕緣系統，正常時，正、負極對地絕緣電阻相等，正、負極對地電壓平衡。在調試試運階段，或者在運行環(huán)境較差運行較長時間后由于設備老化，施工過程中埋下的隱患等引發(fā)直流接地故障。當直流系統一點接地，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關誤動、拒動，以至損壞設備，甚至造成大面積停電和系統崩潰的嚴重后果，所以直流一點接地時，設備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離，確保系統安全穩(wěn)定運行 。根據自己在工作中的一些體會，本文介紹了直流接地故障形式、原因，危害，查找方法、注意事項，預防措施。

1 直流接地形式及產生原因

按接地點所處位置的不同，可將直流接地分為室內和室外兩種形式，按接地極性分為正接地和負接地，按接地的程度分為直接接地，亦稱金屬接地或全接地和間接接地，亦稱非金屬接地或半接地，按接地情況分為單點接地、多點接地、環(huán)路接地、或絕緣降低，按接地的長短時間分為瞬間接地和永久接地，按引起接地的原因有以下情況。

1.1 由于電纜、電氣設備的質量原因引起的接地：如二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低?；虼嬖谀承p傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

1.2 年久失修電纜和設備的老化等引起的直流接地，變電站直流系統所接設備多，回路復雜在長期運行在惡劣環(huán)境和氣候下，電纜設備絕緣降低，導到半接地或全接地。

1.3 由下雨天氣引起的接地。在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴實的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導通起來，引起接地。例如瓦斯繼電器，壓力釋放繼電器不裝防雨罩。在持續(xù)的梅雨天氣，潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發(fā)直流接地。

1.4 由小動物破壞引起的接地。當二次接線盒密封不好時，蜜蜂會鉆進盒里筑巢，巢穴將接線端子和外殼連接起來時，電纜外皮被老鼠咬破、老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路引起直流接地。

1.5 斷路器的合閘線圈，合閘接觸器，中間繼電器引線不良或線圈燒毀后絕緣破壞發(fā)生接地。

1.6 由擠壓磨損引起的接地。當二次線與轉動部件靠在一起時，二次線絕緣皮容易受到轉動部件的磨損，當其磨破時，便造成直流接地。

1.7 接線松動脫落引起接地。接在斷路器機構箱端子排的二次線，若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。

1.8 誤接線引起接地。在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運行，另一頭被誤認為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。在拆除電纜芯時，誤認為電纜芯從端子排上解下來就不帶電，從而不做任何絕緣包扎，如果電纜芯一旦接觸鐵件就引發(fā)接地。

1.9 微機保護插件內元件損壞引起接地。為抗干擾，插件電路設計中通常在正負極和地之間并聯抗干擾電容，該電容擊穿時引起直流接地。

1.10 由于基建、技改、擴建施工過程中由于外面施工隊伍技術水平參次不齊，施工工藝差引起的接地，由于在驗收時由于時間緊，驗收項目不全面，導致有些故障隱患不能發(fā)現，時間越長接地故障概率越大。

1.11 由于人為原因引起的接地。變電站有交流，直流。由于各專業(yè)人員誤搭接電源時交直流混用引起直流接地。

1.12 工作中，二次絕緣檢查不到位，使絕緣性能降低后未能及時發(fā)現引起直流接地。

1.13 工作中，設備維護職責劃分不明確，出現一些死角、漏角，使某些設備維護不到位引起的直流接地。

2 直流系統接地危害分析

直流接地故障中，當直流一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，在接地發(fā)生和恢復的瞬間，經遠距離、長電纜起動中間繼電器跳閘的回路可能因其較大的分布電容造成中間繼電器誤動跳閘。當兩點接地，可能會造成嚴重后果。直流系統發(fā)生兩點接地故障，便可能構成接地短路，造成繼電保護、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。當保護開關拒動時，越級跳閘造成大面積停電的電網事故。

3 直流系統接地查找方法

3.1 利用絕緣監(jiān)測裝置判斷 變電站的直流母線一般分為兩段，每段母線上均裝有絕緣監(jiān)測裝置。且在直流母線上均裝有微機直流系統絕緣在線監(jiān)測裝置，直流系統正常工作時，裝置數字顯示母線電壓，監(jiān)測直流系統正、負母線絕緣狀況，該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術上它受監(jiān)測點安裝數量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝，對舊系統的改造很不便。此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。

3.2 利用萬用表測母線電壓變化判斷 直流系統單相對地電壓因接地使接地相電壓被拉低，非接地相電壓被抬高，如220V直流系統，單相對地電壓絕對值為100-120之間，例如對地量電壓正極為0V，負極為 220V，則判斷直流正極接地，如對地量負極為0V，正極為220V，則可以判定為負接地，可以配合拉路法進行故障排除。規(guī)程上規(guī)定直流接地時應停止直流網絡上的一切工作，并進行選擇查找接地點，防止造成兩點接地。

3.3 試停拉回路法判斷，這是電力系統查“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂時間應小于三秒。一般先從斷開現場臨時工作電源，事故照明回路，附屬設備回路,信號回路，再操作控制回路，保護回路，蓄電池回路等。即分別對每路空氣開關或熔斷器拉閘停電，若停電后直流接地現象消失，說明接地點位于本空氣開關控制的下級回路中；若現象繼續(xù)存在，說明下級回路沒有接地。通過拉路尋找，可將接地點限定在某個空開控制的直流回路中，再通過解開電纜芯，將接地點限定在室內或室外部分；再通過拔出插件，可將接地點限定在插件內和插件外。經過層層分解、一段段排除，最終可將接地點定位于一段簡單回路中，確認電纜芯不帶電，再用搖表對回路中的每根接線搖測絕緣，把接地點進一步限定在幾根導線或幾顆端子上。該種方法由于二次系統越來越復雜，大部分的變電站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路已沒有一個嚴格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，直流串電（寄生回路）、同極二點接地，直流系統絕緣不良，多處出現虛接地點，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。

3.4 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

該裝置是近幾年開始在電力系統較為廣泛應用的產品。該裝置的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障?？梢员苊庠儆谩袄芈贰钡姆椒?，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產此類產品的廠家也較多，但大部分產品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報的問題。

3.5 根據運行方式、操作情況、氣候影響來判斷根據變電站當天的情況，當發(fā)生直流接地時，若站內二次回路有工作，或有設備檢修試驗，應立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除。再重點查找絕緣情況較差的回路或過去經常容易出現接地的線路，室外室內二次線容易絕緣受損的部位仔細觀查，配合采取拉路尋找、分路處理的方法。當全部直流負荷已經拉完后仍未找到接地點時，則應檢查蓄電池、浮充裝置、電壓絕緣綜合監(jiān)測裝置以及直流母線本身。此時可以采取瞬間拉開刀閘及取下直流保險或斷開直流總空開的方法進行選擇。如接地仍然不能消失，則為直流母線本身接地，經確定無疑后，應采取必要的安全措施和技術措施，將故障母線停電處理。

4 直流接地查找時的注意事項

4.1 某些保護在直流拉合時可能會誤動，所以在拉合前應申請退出保護出口壓板。

4.2 按符合實際的圖紙進行，防止拆錯端子線頭，防止恢復接線時遺留或接錯；所拆線頭應做好記錄和標記。

4.3 查找故障必須二人及以上進行 ,使用合格的儀表，嚴禁二點接，防止人身觸電，做好安全監(jiān)護。

4.4 對于不停電的直流設備，必須用事先準備好的備用電源供電，以保證在斷路時該回路不失電。

4.5 當直流采取環(huán)路供電方式，必須首先斷開環(huán)路。

4.6 如果直流母線上的所有負荷都切除后故障仍不消失則說明故障發(fā)生在直流電源部分，如直流屏，蓄電池組，浮充裝置，連接電纜等，為了避免在查找過程中給負荷造成較長時間停電，引起更大的事故發(fā)生，在一般情況下應先切換另一組直流電源給負荷供電，再將故障電源跟外電路隔離來查找故障。

5 直流接地預防措施

5.1 提高直流系統接地故障對電力系統危害性的認識。

5.2 提高工作人員業(yè)務技術水平，加強責任心和敬業(yè)精神，避免各種接地故障的發(fā)生。

5.3 在設計過程中盡量采取分屏設計，盡量減少控制電纜的數量。

5.4 直流系統調試時要檢查直流母線絕緣，投運后做好支路監(jiān)測裝置動作的可靠性，防止誤報、錯報、漏報。

5.5 交流、直流、強電、弱電回路不能合用在同一根電纜中，避免芯線間感應出干擾電壓，并在其終端設備上產生出不能接受的共模和差模干擾電壓。

5.6 變電站各個回路送電之前要檢查絕緣，確保各相關電纜已接好，未接好的要做好絕緣措施。

5.7 在前期施工中注意監(jiān)督安全質量，注意接線的正確性，接線柱要擰緊避免電纜脫落，盡量避免電纜的損壞。

5.8 重視端子箱、機構箱、匯空柜等室外設備烘潮裝置的維護。

5.9 定期巡查直流系統的對地絕緣，做好防雨，防潮，防漏，防塵措施。

5.10 保護定檢工作，必須保證二次絕緣檢查、二次設備清掃、二次回路接線緊固等。

5.11 工作中，發(fā)現室外二次設備接線盒密封、二次線絕緣破損，必須匯報處理，如果出現直流接地，必須立即停止所有二次回路上的工作。

5.12 防止不正確的查找方法造成的直流系統兩點接地。如果出現直流一點接地，在查找過程中，特別是運行回路中，帶電檢查電位時，使用儀表內阻必須大于20kΩ，切記不要人為再次造成另一點接地。

結論

直流接地故障是變電站一種常見故障，要想快速處理接地故障，一要對變電站直流系統，二次回路非常熟悉，二要掌握查找直流接地的基本方法，三要運用先進的檢測設備，四要不斷的積累經驗。

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