变电站直流系统接地故障分析与处理

摘要直流系统支撑着变电站内继电保护、安全自动装置的可靠运行。文章针对直流系统容易发生接地故障的情形，首先分析了各种可能的故障成因，其次详述直流接地的危害表现，再次就直流接地的分析、查找与处理进行研究，最后给出防范直流接地的针对性措施。文章的研究层次分明、内容充实，可作为变电站直流管理的参照。

关键词：直流系统；接地故障；分析

1引言

在变电站中，直流系统为控制、信号、继电保护、自动装置、事故照明及操作等提供可靠的直流电源[1]，其正常与否对变电站的安全运行至关重要。但实际运行中，直流系统容易发生单点接地。虽然单点接地不引起危害，但若演变成两点接地将造成保护误动或拒动、信息指示不正确、熔断器熔断等严重事件。因此，对直流系统接地故障必须采取早发现、早消除、勤防范策略。

2直流接地的原因剖析

直流系统分布面广、组成电缆多，在运行中容易受自然因素、气候因素、人为因素的影响而出现绝缘问题，进而引发接地故障。主要原因罗列如下：

①二次设备/线缆的绝缘性能不合格，或者年久老化，或者经历过磨、砸、压、扭等损伤，在一定外因诱发下极易出现多点接地。

②所处环境过度潮湿或污秽，并且户外二次接线盒未密封严实，容易受潮放电。

③小动物误入带电直流回路或检修工作时发生金属零件掉落带电直流回路，将直接引发直流接地。

④因设计、安装、维护的不当而造成接地隐患，如二次回路带电端固定不牢固，直流带电体与接地设备或交、直流带电体之间绝缘间距太小等。

3直流系统接地故障的危害

直流系统发生接地故障的后果是非常严重的，下面以图1为参照进行说明。

(1)直流正极接地，可能引发保护装置误动。如图1中，A、B两点发生直流接地，则1LJ、2LJ接点被短接，CKJ继电器将启动跳闸；A、C两点接地，CKJ接点被短接也将误动作跳闸；同理，A、D两点，F、D两点接地，都会造成开关误跳。

(2)直流负极接地，可能使保护装置拒动。图1中，B、E两点接地，CKJ线圈被短接，保护动作时，CKJ不能动作，开关将不能跳闸且保险将会熔断。

(3)直流系统正负极各一点接地，会造成短路使电源保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在图1中，A、E两点和F、E两点发生接地，将熔断电源保险；B、E两点和C、E两点接地，将在保护动作时熔断电源保险、烧毁电器接点。

4直流系统接地故障的查找及处理

直流系统发生接地属于严重故障，应迅速查找、尽快消除危险因素。以下为查找、处理的要点。

(1)首先分清接地故障极性；其次察看故障成因是否含天气因素；再次检查变电站内是否有二次回路工作，若有，则拉开工作电源看接地是否消失。

(2)在安装有微机绝缘监测仪的变电站，可根据装置给出信息直接判断接地线路；在缺少绝缘监测仪的情况下，一般应用“瞬停法”进行排查[2]，即瞬间断开某一回路，观察相关信号是否消失，若消失，则证明该回路为故障回路，若不消失，则进行下一回路的瞬停。

(3)对于金属性接地故障，通过“拉路法+万用表”，就准确查出故障点；对于非金属性接地或者间歇性接地，目前只能在密切监视基础上，依据经验分析直流控制回路图。

在直流接地故障处理过程中，需要特别注意以下事项：

①查找工作须有二人进行，其中一人专职监护，以防人身触电。

②瞬停检查时，应取得调度许可，同时拉路时长不得超3s。

③为防止误判，对接地现象是否消失，应同时考察信号、光字牌和绝缘监测表等多个对象。

④在进行故障处理时，应按符合实际的图纸进行并做好记录及标记，防止拆错、恢复错或遗漏。

⑤在己有一点接地的情况下，不得使用万用表的通断档位进行测量。

⑥禁止以灯泡作为查寻直流接地故障的工具。

⑦用作检查的仪表的内阻不能低于2000Ω/V。⑧避免在高峰负荷时进行。

直流系统接地属于重大故障，但其查找具有隐蔽性，因此，做好防范工作是最重要的。

(1)变电运维人员在日常巡视中应保证对直流系统防雨、防潮、防异物的检查有足够的时间投入。特别在汛期、恶劣天气情况下，应增加检查频度。要有完善的处理对策和应急预案，以备检查中发现隐患能够立即消缺。

(2)对于新建的直流系统项目，应监督施工人员按照合理的工艺开展工作，并在验收阶段加强对回路的绝缘试验。

(3)重视对室外电缆的绝缘测试工作[3]，注重前后数据的比对。特别当发现绝缘有下降趋势(但尚在允许范围之内)，应展开认真分析并做好未雨绸缪的准备。

(4)变电运行人员应做好蓄电池室的通风工作，控制蓄电池室的温度，做好防潮措施。

(5)制定合理的检修计划，对那些运行时间超长、元件老化严重的设备应及时予以更换。

(6)增加直流系统绝缘检测手段，有条件需普及智能化的绝缘检测系统并实现数据的实时上报。

直流系统是变电站各类保护设备和安全自动装置开展工作的电源依托，直流系统出现接地将对变电站二次系统的安全稳定运行产生重大负面影响。掌握正确的直流接地故障判断方法、采取合理的直流接地防范措施是非常必要的。文章分析了直流接地故障成因，提出一系列检查步骤和注意事项，可作为直流管理专业的有效借鉴。

参考文献

[1]朱新菊. 变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J]. 电气开关, 2013,10(2): 7-9.

[2]陈韬. 变电站直流系统接地故障的分析及对策[J]. 电力学报, 2009, 33(2): 30-32.