直流接地點故障的查找

張惠山

（河北超高壓分公司，河北 石家莊 050070）

直流接地點故障的查找

張惠山

（河北超高壓分公司，河北 石家莊 050070）

對變電站直流系統接地故障的原因進行了分類，并分析了各類故障成因的特征。在此基礎上，總結了直流接地故障的查找處理方法，同時也指出了工作經驗對于處理直流系統接地故障的作用。

直流接地；事故處理；二次回路；經驗

當前，我國各變電站均采用直流系統對二次設備供電，涉及的設備有控制設備、繼電保護設備、自動裝置、監控自動化設備及斷路器等。直流系統是不接地系統，如果發生一點接地故障，通常不會產生嚴重后果；但發生兩點接地故障時，則很可能造成斷路器分、合閘回路短路或自動跳閘，保護誤動或拒動等嚴重事故。因此，直流系統出現一點接地故障時，必須快速、準確地查找接地點，排除故障，以防止兩點接地故障的發生。因直流系統涉及回路眾多，范圍較廣，接地點的查找一直是二次專業人員感到棘手的問題。對接地點漫無目的地逐條支路進行排查，不現實也不可行；而借助一定的工作經驗，能夠縮小故障查找范圍，起到事半功倍的效果。

1 直流系統出現故障的原因分析

1.1 絕緣不良造成的直流接地故障

絕緣不良造成的直流接地是目前直流接地故障最普遍的類型。所謂絕緣不良，是指直流回路最初的絕緣狀況是良好的，但由于其他原因，例如二次回路及設備材質老化、施工工藝不良、電纜剝皮時造成線芯劃傷等，運行一段時間后在污穢、受潮等情況下就可能發生直流接地。一般情況下，這類缺陷同時造成兩點接地故障的可能性較小，但是如果天氣惡劣，一點接地故障發展成為兩點接地故障的可能性將大大增加。

1.2 回路存在缺陷造成的直流接地

回路的缺陷主要是指設計錯誤造成寄生回路的存在或交直流系統串接，以及設備廠家或施工單位工作疏忽造成接線錯誤等。這類缺陷的存在比較隱蔽，一般不宜發現，但危害性較大，同時出現兩點接地故障的可能性也相對較大，應慎重對待。

1.3 人因作業失誤造成的直流接地故障

在二次作業過程中，經常會由于設備檢修人員的人為因素造成一些直流系統接地或短路故障。這大多是由于人員違章作業引起的，如未使用合格的工器具等。出現接地故障后，只要作業人員能糾正違章行為，即可消除缺陷。此外，工作人員進行二次回路作業時人為造成的回路缺陷，也會造成直流接地故障。

1.4 運行設備本身缺陷引發的直流接地故障

運行設備本身的缺陷，如直流絕緣監視裝置的接地電阻配值過低時，將控制回路的操作把手置于預合位置后，會造成直流接地故障。此外，各類裝置開關電源插件制作不良，造成熱地與冷地串接而引起接地故障的情況也時有發生。

2 各類直流系統接地故障原因特征分析

2.1 回路絕緣不良情況

回路絕緣不良造成接地故障，往往與氣候有直接關系。通常在雨、雪天氣后，由于各端子箱、機構箱等密封不嚴、進入水分，使二次直流回路受潮而造成接地。即使是施工工藝不良造成電纜芯劃傷而引發的接地故障，也往往伴隨著潮濕天氣時發生。這類缺陷通常在設備正常運行中突然發生，具有隨機性。依據運行經驗，該類缺陷的一個明顯特點是：發生金屬性接地的概率較低，一般經電阻接地，接地電壓不穩定，有一定的變化量。

2.2 回路存在缺陷情況

回路存在缺陷造成的接地故障只能依靠二次回路查線檢查，先確定故障點，再排除故障。但這類缺陷的出現也有一定的規律。在設備正常運行、無任何運行方式改變的情況下，即使處于惡劣的天氣條件，這類缺陷也不會突然出現，它往往隨著運行條件的改變而出現。運行條件的改變除了包括一次設備的操作，還包括二次保護設備的投運或直流母線的切換等操作。一旦進行操作，則故障立刻出現，與天氣無關。不同于回路絕緣不良的情況，該類接地故障容易發生金屬性接地，且接地電壓穩定，幾乎沒有變化。即使故障類型不是金屬性接地，其接地電阻值和接地電壓值也很穩定。

2.3 人因失誤情況

因工作人員作業過程中違反規程、操作不當造成的直流接地故障的一個顯著特點是，故障伴隨著錯誤作業而瞬時發生。作業當中一旦發生錯誤操作即刻會出現接地故障，而及時更正錯誤就能消除故障，不需要耗費過多時間。

2.4 設備本身存在缺陷情況

設備本身存在缺陷引起的故障，如同回路存在缺陷一樣，在設備運行條件改變后會突然出現，設備投運時會突然出現，運行方式變化時也會突然出現。該類缺陷出現概率較低，且容易被發現、排除。

3 直流接地故障點的查找方法

(1) 直流接地故障發生后，一時不能明確具體接地部位時，可先確定發生接地點的直流支路，然后對該支路的各回路采用分段排查的方法來最終找到接地點。

(2) 直流接地故障發生后，要根據現場出現的各類異常現象、設備運行情況、天氣狀況等，分析判斷故障原因。首先要確認是直流正極還是負極接地，查明接地電壓值的大小及變化情況(條件允許可通過故障錄波器查看直流電壓波形，則電壓值的跳變情況可一目了然)，弄清是金屬性接地還是經電阻接地等基本情況。同時還要多留意相關設備，如監控系統、故障錄波器等指示的異常信息。通過以上信息綜合分析故障情況，確定事故處理方案。切忌盲目拉路或毫無目的地隨意檢查。

(3) 如果在雨雪天氣、空氣潮濕情況下突然出現接地故障，且故障現象符合回路絕緣不良接地故障的特征，則屬回路絕緣不良接地故障的可能性較大。處理這類故障時，應重點著眼于室外密封不嚴、容易進水受潮的設備及回路，如端子箱或機構箱的端子排、主變本體的瓦斯繼電器、壓力釋放閥、測量表計等部位及相關二次回路。應重點針對這些部位確定接地支路或接地點。完善戶外設備的密封及加強設備巡視可降低這類故障的發生。

如果是在站內設備操作瞬間突然發生接地故障，且故障現象符合2.2與2.4節所述接地故障的現象特征，則為1.2與1.4節所述原因的可能性大。處理這類接地故障時，可先根據當前設備運行方式變化的情況大致判斷出缺陷出現的部位，再根據圖紙、技術資料、二次回路查線情況、設備的工作性能等確定故障點，排除故障。預防這類故障的最好方法是，在設備驗收投運初期嚴把質量關，杜絕這類缺陷，防患于未然。

(4) 作業不當造成的接地故障容易判斷、排除，前文已經敘述清楚，不再重復。嚴格按照有關規程、技術標準、作業指導書進行作業，可有效防止因作業人員人為因素造成的事故。

(5) 當前，多數變電站已安裝直流絕緣檢查裝置及接地選線裝置。可以依據這些設備的故障指示及選線信息來輔助分析、判斷接地支路。但是，目前接地選線裝置誤選、漏選概率較大，所以不能完全通過選線裝置來準確確定接地支路。根據文獻的介紹及工作經驗發現：對于發生金屬性接地的支路，接地選線裝置的靈敏度高，選線結果比較理想。由于回路存在缺陷造成的接地故障中金屬性接地的概率較大，因此，可以依靠接地選線裝置來確定接地支路，排除故障。

(6) 采用直流卡鉗表測支路漏電流判斷接地的方法。這種方法用于1.1節所述接地故障時，效果往往不理想。1.1節所述接地故障大多經過電阻接地，且接地電阻值不穩定，有一定的變化。不斷變化的接地電阻的存在增加了支路分布電容對卡鉗表測量靈敏度的影響，測量誤差大，因此此方法效果不理想。但對于1.2節所述接地故障，因其多為金屬性接地，接地支路漏電流明顯，卡鉗表測量的結果就比較理想。即使經過接地電阻接地，由于這類接地電阻穩定，采用卡鉗表測量的方法也有一定的靈敏度，可以采用。

(7) 在前面所述的幾種方法均不能確定故障支路時，可采用拉路法進行接地支路的選擇。首先，依照相關異常信息，大致確定可能存在接地的間隔設備及其相應的回路，再申請拉路，以防止漫無目的盲目拉路。其次，拉路應按照順序，應有主次之分，可按信號回路、照明回路、操作回路、保護回路的順序拉路，回路拉路停電時間應小于3s。再次，拉重要支路時，如保護回路，要注意做好相應的安全技術措施，防止事故發生。

(8) 正確把握設備驗收關，嚴格按照相關驗收細則及技術要求測量回路絕緣電阻，認真做好裝置調試試驗，爭取做到在設備投運前將1.2與1.4節所提到的相關直流接地故障隱患消除。

4 結束語

直流系統是變電站的重要二次系統，直流系統接地故障是經常發生的故障。當前，無論是采用絕緣監測選線裝置還是儀器儀表，都不可能做到在各類接地情況下100%明確接地支路或故障點。直流接地點的查找依靠經驗的成分很大，工作經驗對于處理直流接地故障的作用至關重要。積累直流接地事故處理方面的經驗性知識是必要的。專業人員在每次處理這類故障時應多留意各類監視設備指示出的異常信息，分析其成因，對類似故障現象進行總結對比，從而不斷積累經驗，逐步提高處理直流系統接地故障的能力。

1 張燕霞，吳列瑩. 縮短查找直流接地故障的時間，技術與管理，2007.03.

2 尹希泉，勒 力，陶紅軍. 快速查找變電所二次回路直流接地的方法. 東北電力技術，2007.03.

3 范 玉. 變電所直流接地的原因分析. 大眾用電，2004.06.

4 柯 嘉. 電力工程二次回路直流接地的方法探討. 沿海企業與科技，2008.08.

5 甘景福. 直流系統間的寄生回路造成的直流接地假象. 華北電力技術，2004，02.

6 尹星光，何銘宇，徐玉鳳，郭鳳琪. 直流接地巡檢裝置誤、漏選線問題分析. 繼電器，2008.10.

7 李潤平，溫 泉.直流系統接地故障的分析. 華電技術，2008.02.

2009-1 2-2 9)