吳翰林

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

直流系統(tǒng)相當(dāng)于變電站整個(gè)二次系統(tǒng)的心臟，為二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供動(dòng)力。它不僅僅是一個(gè)獨(dú)立的電源系統(tǒng)，還給其他部分提供電源。通常直流系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中是非常穩(wěn)定安全的，但是由于精密設(shè)備、復(fù)雜回路以及外界因素的影響，直流系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些故障，最具代表性的就是接地故障。如果不能有效徹底地解決直流接地故障，極有可能造成嚴(yán)重的后果，因此必須對(duì)變電站直流接地故障進(jìn)行深入的分析。

1 直流接地故障危害

在變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中最常見(jiàn)的故障就是接地故障，如果在短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有對(duì)一點(diǎn)接地故障進(jìn)行處理，那么時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)發(fā)展成為兩點(diǎn)接地故障，這樣不僅會(huì)致使系統(tǒng)短路和設(shè)備損壞，甚至還會(huì)造成安全事故的發(fā)生，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除直流接地故障。

2 故障原因分析

變電站戶外場(chǎng)地的二次接線盒、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱及端子箱內(nèi)均有直流回路，箱內(nèi)密封不嚴(yán)容易受潮氣影響，導(dǎo)致某些元件絕緣降低。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中很難保證時(shí)時(shí)刻刻都處于最佳狀態(tài)，外部因素或設(shè)備的自然老化均會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行工況，所以，導(dǎo)致直流接地故障的原因是多方面的。下面筆者對(duì)造成直流接地故障的原因進(jìn)行分析。

2.1 由下雨天氣引起的接地

暴雨天氣，若戶外設(shè)備的二次接線盒密封不嚴(yán)，雨水滲入盒內(nèi)容易使接線頭和外殼導(dǎo)通，繼而引起接地。在持續(xù)的小雨天氣，戶外端子箱或機(jī)構(gòu)箱密封不嚴(yán)或驅(qū)潮裝置失效，潮氣無(wú)法驅(qū)散，容易導(dǎo)致箱內(nèi)元件絕緣降低，從而引發(fā)直流接地。

2.2 由小動(dòng)物破壞引起的接地

二次接線盒密封不良，鳥(niǎo)雀會(huì)鉆進(jìn)盒里筑巢，筑巢材料濕潤(rùn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致接線端子和外殼導(dǎo)通，引發(fā)直流接地。電纜絕緣層被老鼠咬破或端子排上有小動(dòng)物依附時(shí)，也會(huì)引起直流接地。

2.3 接線松動(dòng)脫落引起接地

斷路器機(jī)構(gòu)箱、開(kāi)關(guān)柜在開(kāi)關(guān)分合時(shí)受震動(dòng)較大，若螺絲未緊固，接線頭容易在斷路器多次跳合時(shí)從端子中滑出，搭在金屬元件上引起接地。

2.4 元件失效引起接地

二次防雷元件被擊穿或因質(zhì)量問(wèn)題絕緣降低造成接地。

3 故障實(shí)例

案例1：二次接線端子受潮或進(jìn)水引起的直流接地故障。

2017年5月9日，持續(xù)多日暴雨，110 kV建陶站后臺(tái)監(jiān)控報(bào)出#1直流系統(tǒng)接地告警信號(hào)，運(yùn)行人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，檢查#1直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置顯示負(fù)極對(duì)地絕緣僅為35.6 kΩ，負(fù)母對(duì)地電壓為-38.1 V，其中報(bào)出041支路絕緣為12.8 kΩ。

繼保人員到站辦理工作票后開(kāi)展缺陷排查，排查步驟如下：

（1）在#1直流饋線屏：斷開(kāi)041支路空開(kāi)（110 kV GIS本體信號(hào)電源），直流接地信號(hào)復(fù)歸。

（2）在110 kV GIS設(shè)備區(qū)：逐個(gè)斷開(kāi)各間隔匯控柜內(nèi)本體信號(hào)電源空開(kāi)，當(dāng)斷開(kāi)110 kV百陶甲線本體信號(hào)電源空開(kāi)時(shí)，直流接地消失，電壓恢復(fù)正常。

（3）在110 kV百陶甲線匯控柜：逐條解開(kāi)本體信號(hào)線，當(dāng)解開(kāi)707-19電纜芯（至出線套管氣室密度繼電器）時(shí)，直流接地消失，電壓恢復(fù)正常，用絕緣搖表測(cè)試該電纜芯對(duì)地絕緣為10.7 kΩ，懷疑出線套管氣室密度繼電器二次接線端子進(jìn)水受潮導(dǎo)致絕緣降低。

（4）由于線路運(yùn)行，出線套管氣室密度繼電器與線路出線距離比較近，考慮安全因素，臨時(shí)在匯控柜將該信號(hào)接線解開(kāi)，待線路停電再作處理。

案例2：二次防雷器絕緣降低引起的直流接地故障。

2018年6月1日，110 kV塔山站后臺(tái)監(jiān)控報(bào)出#1直流系統(tǒng)接地告警信號(hào)，運(yùn)行人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，檢查#1直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置顯示正極對(duì)地絕緣僅為17.6 kΩ，正母對(duì)地電壓為48.1 V，其中報(bào)出04支路絕緣為6.8 kΩ。

繼保人員到站辦理工作票后開(kāi)展缺陷排查，排查步驟如下：

（1）運(yùn)用直流接地巡測(cè)儀測(cè)量04支路，直流接地信號(hào)不明顯，斷開(kāi)04支路后直流接地信號(hào)仍然存在。

（2）運(yùn)用直流接地巡測(cè)儀對(duì)所有饋線支路重新檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)#1直流系統(tǒng)配電屏二次防雷器絕緣極低，僅僅只有3 kΩ。

（3）當(dāng)斷開(kāi)#1直流系統(tǒng)配電屏防雷器空開(kāi)時(shí)（圖1），直流接地消失，此時(shí)絕緣監(jiān)測(cè)裝置電壓為+107 V、-108 V，電壓恢復(fù)正常。

圖1 絕緣降低的二次防雷器

4 變電站直流接地故障的查找與解決對(duì)策

4.1 檢查絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備

目前，變電站直流系統(tǒng)均為每段母線配備一臺(tái)微型絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備，如果直流系統(tǒng)沒(méi)有接地故障，設(shè)備上顯示的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都是正確的。若出現(xiàn)接地故障，正極或負(fù)極對(duì)地絕緣電阻會(huì)大幅降低，相應(yīng)地直流母線對(duì)地電壓也會(huì)降低，部分絕緣監(jiān)測(cè)裝置還能準(zhǔn)確報(bào)出發(fā)生接地故障支路，以縮小查找故障的范圍。

4.2 切斷電路，積極排查故障

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)直流接地故障的時(shí)候，工作人員應(yīng)停止站內(nèi)的一切工作，然后開(kāi)始全面排查故障，首先要對(duì)變電站的施工進(jìn)行全面的排查，看站內(nèi)的擴(kuò)建、升級(jí)有沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，接線是否合理，在檢查接線時(shí)要重點(diǎn)檢查二次接線，且要對(duì)各種設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行仔細(xì)的檢查。變電站在實(shí)際改造擴(kuò)建的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接地故障，主要原因是因監(jiān)管不嚴(yán)所造成的，最常見(jiàn)的就是在接電纜時(shí)，一頭已按照?qǐng)D紙與系統(tǒng)相接，而電纜的另一頭則沒(méi)有做好絕緣包扎，這樣就會(huì)導(dǎo)致因監(jiān)管不力出現(xiàn)電纜被拋的現(xiàn)象，再加上外界因素的影響，造成電纜接地故障發(fā)生。

在排查接地故障時(shí)，應(yīng)遵循先著手變電站的內(nèi)部，然后再慢慢向外部排查的規(guī)則，如果發(fā)現(xiàn)是室外的故障，那么問(wèn)題就出在直流電源上。在室外排查接地故障的時(shí)候，重點(diǎn)排查元器件、瓷瓶、機(jī)構(gòu)箱、電纜線路等，在檢查這些關(guān)鍵的元件和設(shè)備時(shí)，重點(diǎn)查看它們有沒(méi)有出現(xiàn)受潮、漏電、被腐蝕以及絕緣度下降等現(xiàn)象。如果上述現(xiàn)象出現(xiàn)在外部設(shè)備和元件上，應(yīng)及時(shí)制定解決措施，更換掉有問(wèn)題的元件和設(shè)備，在完成更換后，應(yīng)檢查相關(guān)元件和設(shè)備的運(yùn)行工況，確保變電站的工作恢復(fù)正常。

5 結(jié)語(yǔ)

變電站直流接地故障屬于緊急缺陷，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行易產(chǎn)生較大的不良影響，會(huì)造成嚴(yán)重的后果或損失，因此必須加強(qiáng)對(duì)直流接地故障的排查和研究，采取科學(xué)的方法進(jìn)行處理，從而更好地保障直流系統(tǒng)的安全，確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。