宋華文

（甘肅電投河西水電開發(fā)有限責(zé)任公司 甘肅 張掖 734000）

直流系統(tǒng)接地故障分析與處理

宋華文

（甘肅電投河西水電開發(fā)有限責(zé)任公司 甘肅 張掖 734000）

隨著電力系統(tǒng)和工業(yè)自動化控制的迅速發(fā)展，直流操作系統(tǒng)在電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站等大型工礦企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，是運行控制系統(tǒng)的重要組成部分。然而，電纜或設(shè)備的絕緣老化會導(dǎo)致直流系統(tǒng)的接地故障。在運行過程中由于各種原因，可能造成對主要設(shè)備損壞、繼電保護和自動裝置故障、拒動、燒壞繼電器觸點等重大問題?；诖耍疚木椭绷飨到y(tǒng)接地故障分析與處理進行詳細探究，以期為有關(guān)方面的研究提供參考借鑒。

直流系統(tǒng)；接地故障；發(fā)電廠；電力系統(tǒng)

1 引言

直流系統(tǒng)由于對應(yīng)急電源、信號設(shè)備、斷路器分合閘操作、自動控制等設(shè)備，提供電流電源服務(wù)，使系統(tǒng)用電處于一個安全的狀態(tài)下，為此，直流系統(tǒng)不僅僅在變電站中得到使用，在水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠中均得到廣泛使用。但是，隨著電網(wǎng)規(guī)模的復(fù)雜化，直流系統(tǒng)在運行的過程中難免會出現(xiàn)故障現(xiàn)象，無法確保電網(wǎng)安全，為了避免該問題，需加強直流系統(tǒng)日常維護力度，采取有效的接地處理方法。

2 危害

直流系統(tǒng)的可靠性決定了電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定性，作為電廠的重要組成部分，其作用是不容忽視的。在電廠的運行過程中，不可避免的會出現(xiàn)各種問題，間接的引起斷路器出現(xiàn)錯誤的操作或直接拒絕動作。雖然這些故障是直接對回路產(chǎn)生不利的影響，但是回路卻能決定電廠是否能正常工作，從而決定電力企業(yè)的發(fā)展。而直流接地首先是直接導(dǎo)致直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如果發(fā)生的是一點接地，不會對系統(tǒng)造成大的影響，但如果是兩點接地，很可能會導(dǎo)致嚴(yán)重事故。如果DC系統(tǒng)兩點接地，造成故障，系統(tǒng)會出現(xiàn)短路、跳閘等問題，造成繼電保護裝置、自動裝置、信號裝置等故障甚至拒動。在每一個設(shè)備拒動的情況下，都會造成電流系統(tǒng)中的保險絲熔斷，使控制回路和設(shè)備因功率損耗而無法正常運行。

正常情況下，系統(tǒng)中的合閘裝置和繼電器與電源的負極連接，如果有一點接地出現(xiàn)在回路中，就會造成線路短路，使這些設(shè)備誤動，從而使直流負極接地。在直流負極接地的情況下，系統(tǒng)中的各類保護裝置就會拒動。同時，回路中形成的短路電流會導(dǎo)致電源的保險絲被熔斷，嚴(yán)重的甚至?xí)估^電器的接觸點遭到破壞，從而使整個電路處于完全不能工作的狀態(tài)。

3 原因

在電廠運行系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)有暴露部分多、電纜組成復(fù)雜、系統(tǒng)分布廣等方面的特點，并受到一些內(nèi)外因素（包括環(huán)境、自然和人為因素）的影響。這些因素影響直流系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)的一些性能相對薄弱的絕緣元件的性能受損，該方面已成為直流系統(tǒng)接地故障的主要原因。分析表明，導(dǎo)致直流接地故障的誘因如下：1）DC系統(tǒng)二次回路和兩臺設(shè)備所選用的絕緣材料在性能上存在一定的缺陷，不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，絕緣性能不足，或二次回路、設(shè)備很長一段時間內(nèi)投入運行，設(shè)備維護不當(dāng)，大量元器件老化、引發(fā)的損傷、扭傷、燒傷等質(zhì)量問題。2）直流系統(tǒng)運行環(huán)境差，運行條件差。在惡劣的天氣條件下，如陰雨、潮濕天氣下，DC系統(tǒng)電氣設(shè)備的絕緣性能將受到嚴(yán)重破壞，在很大程度上增加了直流接地故障發(fā)生的可能性。例如，在電站直流系統(tǒng)運行維護過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)風(fēng)雨飄入戶外直流系統(tǒng)接線盒內(nèi)（由于戶外二次接線箱操作不當(dāng)、維護不完全密封），導(dǎo)致外殼形成的樁頭連接形成通路，從而誘發(fā)接地故障。3）場地端子箱和機構(gòu)箱內(nèi)繼電器、輔助開關(guān)老化。室外二次元器件長期受粉塵、潮濕、高溫影響，老化加速，絕緣降低，引起直流接地的發(fā)生。4）控制回路線圈燒毀引起的短路或接地。斷路器分合閘回路一般都有自保持回路，當(dāng)開關(guān)機構(gòu)卡澀，開關(guān)的輔助觸頭不能及時更換時，線圈就會被燒毀，造成直流接地。5）雜物或小型動物也是直流系統(tǒng)接地故障的主要原因。如蜈蚣、老鼠等小型動物很容易放電進入帶電電路并誘發(fā)直流系統(tǒng)接地故障，或二次回路運行和維護過程中，一些金屬元件落在DC電路上，而電路處于帶電狀態(tài)，導(dǎo)致與金屬屏的短路連接和接地事故。6）維護工作不到位。直流系統(tǒng)是為電站提供電能的重要裝置，其維護工作必須全面、仔細。但在實際維護工作中，維護人員并沒有盡到自己的責(zé)任，在系統(tǒng)維護和接地維護方面都存在許多問題。

4 直流系統(tǒng)接地故障的處理方法

4.1處理直流接地的一般要求

1）如果故障點和一次設(shè)備的安全距離不夠，應(yīng)當(dāng)切斷設(shè)備電源。2）直流接地尋找和處理必須由兩人進行，工作中應(yīng)避免在DC短路或另一點接地。3）檢查直流接地時，儀器不應(yīng)低于2000Ω/ V。4）在對繼電保護、操作電源、自動裝置、信號電源等重要負荷進行測試時，必須獲得相應(yīng)的調(diào)度許可，退出相應(yīng)的保護出口壓板。在對直流電源進行測試時，要注意一次設(shè)備的運行和儀器及背景信號的變化。

4.2接地處理方法

一般情況下每一段直流母線都有相應(yīng)的配置一個絕緣監(jiān)查設(shè)備，配置絕緣監(jiān)查設(shè)備的主要目的是為了可以掌握直流系統(tǒng)當(dāng)中，正負母線的絕緣情況，是否處于一個正常狀態(tài)下，若是存在直流接地故障，此時，設(shè)備可將故障的大致范圍顯示出來，但是無法將故障的具體位置顯示，進行故障具體位置的定位工作，還需要聯(lián)合手動拉路的方式進行檢查。當(dāng)接地范圍大致的確定之后，就能夠采用萬能表進行測量，測量母線的電壓狀況，由此判斷出直流系統(tǒng)的接地情況，若是正負極的電壓存在不統(tǒng)一的現(xiàn)象，則可判斷出哪一級為接地極，接地極為電壓低的那一級，再使用拉路法即可確定出故障的具體位置。

另外，還可以使用故障定位查找儀器，排查直流接地故障也是常用的方法。利用先進的故障定位儀器，在排查故障時不需要切斷直流回路電源，采集互感器可直接檢測各分布回路是否有接地現(xiàn)象，并通過發(fā)出報警信號提示檢修人員。雖然儀器定位查找法使用方便、操作簡單、省時省力，但是目前市面上的直流故障定位查找產(chǎn)品抗干擾能力及兼容性普遍較差，出現(xiàn)誤報的幾率很高，因而這一方法只能作為輔助性手段。

隨著技術(shù)的發(fā)展，直流系統(tǒng)接地故障處理的方法越來越多，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障時，工作人員要保持清醒的頭腦，不擅自處理，將其情況匯報給相關(guān)部門，有專業(yè)的維修人員負責(zé)維修工作，維修人員在確保自身安全的前提之下，嚴(yán)格按照操作要求，找出接地極點，并對接地極點的正負情況進行準(zhǔn)確的判斷。根據(jù)實際情況，若是條件允許，采用分網(wǎng)法，把兩段接線的母線分段刀閘拉開，縮小判斷的范圍，提高判斷的準(zhǔn)確率，從而快速找出接地極點。并根據(jù)自己的經(jīng)驗，挖掘問題產(chǎn)生的根本原因。若是發(fā)生直流接地時，需要注意的是保護好其它設(shè)備，與多個維護人員共同開展維護工作，從安全的角度出發(fā)，不可由一個維護人員單獨負責(zé)維修工作。

4.3查找直流接地時的注意要點

1）直流母線接地后，要及時做好預(yù)防措施，嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)去做，盡可能避免短路現(xiàn)象，并防止二次回路接地的發(fā)生。2）查找工作人員由兩名員工一起工作，以免觸電，保證安全和相互監(jiān)督；并且工作人員在拉路檢查時，動作要及時準(zhǔn)確，因為有一定的時限，避免斷電時間過長而造成其他故障。3）為了避免錯誤的判斷，要根據(jù)信號和絕緣監(jiān)測表判斷和綜合分析；若采用一接地點，就不能應(yīng)用萬用表通過斷檔位進行測量。

5 結(jié)束語

直流系統(tǒng)是電廠重要組成部分，它能提供運行所需的電力。因此，如果DC系統(tǒng)接地故障，則會破壞電站的穩(wěn)定性。直流接地的查找存在一定的風(fēng)險和復(fù)雜性，通常需要根據(jù)具體情況進行綜合使用，但不能造成失電和保護誤動。此外，加強直流負載相關(guān)的設(shè)備維護維修，是減少DC系統(tǒng)接地的有效途徑，對于值班人員來講，當(dāng)接地報警發(fā)生時能夠跟蹤負荷停止及設(shè)備的檢修情況，可以大大提高接地的查找效率。

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