直流系統接地故障查找方法探討及防范接地措施

【摘 "要】直流系統作為變電站繼電保護及安全自動裝置、控制、信號、事故照明等系統的電源供給，其重要性不容忽視。若直流系統出現故障，輕則在變電設備發生異常時無法發出告警信息，重則導致保護裝置誤跳開關或系統故障時保護拒動造成越級事故。而直流接地是直流系統最易發生的故障，本文就如何查找直流系統接地故障略加探討，并就如何有效防范直流接地故障的發生提出些措施。

【關鍵詞】直流;接地故障;查找方法

前言：

直流系統發生接地故障后，直接表現為常規站中央信號屏上“直流系統接地”光字牌亮，警鈴響。綜合自動化站監控機發“直流接地”事故信號并伴有告警音響。用萬用表測量直流屏后 “+”“-” 輸出端子，一端為0V，一端為220V則為金屬性接地，若一端為明顯低與110V，一端明顯高于110V則為非金屬性接地。并非所有接地故障都是持續性的，部分故障為瞬間發生且出現頻次較多，經驗表明瞬間多發的直流接地故障若未及時消除，最終將發展為持續性接地故障。

一、直流系統發生接地故障的原因

變電站直流系統因分布較廣，既有室內部分也有室外部分，且外露部分較多。電纜數目多，且較長。所以，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。

（一）二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，年久失修、嚴重老化或存在某些損傷缺陷如磨傷、砸傷、壓傷、剝傷等導致直流系統非金屬性接地，一般更換備用芯或備用電纜后恢復正常。

另外設備二次配線部分磨損，投運后受振動、發熱等外力影響，導致磨損部分絕緣破壞，也會引起直流系統金屬性接地。

（二）二次回路及設備嚴重污穢和受潮、接地盒（電纜穿管）進水，使直流系統對地絕緣嚴重下降。

如：隔離開關機構箱或其它設備電纜穿管內積水嚴重，長期浸泡導致整個電纜絕緣破壞，引起直流系統金屬性接地，需更換電纜才能恢復正常。

（三）小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障，或在特定環境下遭受外力影響，引起接地故障。

二、直流系統接地故障的危害

直流接地故障中，危害較大的是兩點接地，一旦系統發生兩點接地故障，便有可能構成接地短路，造成繼電保護及自動裝置的誤動或拒動，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。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作于跳閘、致使越級跳閘。

（一）直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發生一點直流接地，就可能引起誤動作。

（二）直流負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。因此，規程上規定直流系統在接地達到50V以上時，應停止直流系統上的一切工作，并進行選擇查找接地點，防止造成兩點接地。

三、直流系統接地故障的查找方法及處理

直流系統接地故障的查找方法可分為兩種：使用直流接地故障定位儀器查找和人工使用萬用表查找。

直流接地故障定位儀的工作原理是：當直流系統發生接地故障或絕緣降低（整個直流系統絕緣電阻小于報警整定值），直流系統電壓監測裝置發出警報時，將信號發生器接入直流系統的正、負母線和地之間。信號發生器自動判斷直流系統電壓等級，判斷接地故障的極性、接地程度，分析絕緣監測平衡電橋回路接線方式和平衡電橋的電阻取值，形成信號輸出的智能反饋，向直流正負母線和地間，發射出低頻信號。通過故障檢測器檢測各回路對地絕緣的直流電源漏電流，并模擬顯示接地回路絕緣狀態，判斷出接地故障回路（支路），并繼續沿故障回路（支路）檢測出接地故障，將故障點準確定位。

現僅就人工使用萬用表查找故障的方法略加探討。

人工查找直流接地故障的一般順序和方法：

（一）首先分清接地故障的極性，大致分析故障發生的原因。了解接地前有無停送電或倒閘操作，（多數在操作后發生直流接地的，故障點都在此操作間隔上）近期是否有大風或雷雨天氣，（判斷故障點是否處于室外）。若站內二次回路有工作，或有設備檢修試驗，應立即停止。

（二）采取拉路檢查的方法縮小故障范圍。先大致判斷出接地故障存在的范圍為10kV、35kV還是110kV系統，再逐一進行拉路。先取下信號保險，看接地現象是否消失，再取操作保險，無論取下保險后接地是否消失，都要在3S內恢復保險。若直流系統之間保持著獨立，即信號、控制回路沒有混接現象，各間隔之間沒有混接，此步很快即可完成。

（三）具體操作時由一人進行取（給）保險的操作，另一人使用萬用表直流檔位在任一直流電源處進行測量（正接地時測量正電源處，負接地則測量負電源處）。若取下某一保險后，萬用表指示由0V突變到70～80V左右，即可判斷出接地點在此間隔內及處于信號回路還是操作回路了。因保險取下時間短，接地故障只是瞬間消失，直流母線電壓不能馬上恢復至“+”“-”110V，在加上萬用表的靈敏度問題，所以表頭指示只能達到70～80V左右。這一步能否準確迅速的完成，取決于工作人員對站內直流系統的熟悉程度和對故障綜合判斷的能力。

（四）判斷出接地點所處間隔后，應檢查有無環網點，有則需解開環網點進行下一步檢查。然后采用逐段排除法進行故障點定位，即在此間隔直流外回路上任一點將二次線從端子排上解下，用萬用表測量二次線頭上的電壓，若為0V則說明接地點在此線頭與電源端之間，若為110V則說明接地點在二次線接線端子排與背離電源端之間。判斷出方向后，再采用此方法一路查找下去，直到找到兩個點A、B。A點確認出接地點在A與電源端之間，B點確認出接地點在B與背離電源端之間，則故障點就處于A、B兩點之間。這一步檢查存在大量的工作量及危險性，在解線與接線的過程中極易造成直流第二點接地或誤碰其他設備，輕則造成保險熔斷，重則造成開關誤跳。因此要求工作人員小心謹慎，并對操作、信號等二次回路了如指掌，明白每根二次線的作用及走向，否則面對眾多的二次線猶如大海撈針毫無頭緒，也極易造成事故。

（五）再次解開A、B兩點接線進行絕緣測試確認絕緣下降或遭到破壞后，找到備用芯線進行更換。若已無備用芯線，或備用芯線絕緣也已破壞，只有更換整根電纜進行處理了。多數的直流接地故障，按照以上的步驟和方法均可順利排除。

四、檢查中應注意的安全事項

（一）拉路檢查時，應經調度同意，時間不得超過3秒鐘，動作應迅速，防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長。

（二）為防止誤判斷，觀察接地現象是否消失時，應從信號、光字牌和萬用表指示情況綜合判斷。

（三）盡量避免在高峰負荷時進行。

（四）防止人為造成短路或另一點接地，導致誤跳閘。

（五）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。

（六）在已有一點接地的情況下，不得使用萬用表的通斷檔位進行測量。

（七）必要時在拉路前，解除可能誤動的保護，操作電源恢復后再投入保護。

五、防范直流系統接地的措施

據了解，多數的直流接地故障是由于二次電纜絕緣下降或遭到破壞引起，且故障點處于室外隔離刀閘處的較多。分析原因主要是電纜敷設穿管、或剝線時，外絕緣層遭到破壞，在室外氣候的影響下，極易絕緣受損引發直流接地。因此在日常的運行檢修維護工作時，采取措施來避免接地故障的發生對保證設備的安全運行是有必要的。

1.規范施工工藝，從源頭上避免埋下隱患。

2.利用停電機會對室外端子排、輔助開關等二次設備進行清掃。

3.保證斷路器端子箱、斷路器機構箱、隔離開關機構箱等二次電纜穿管處封堵完好，避免雨水流入造成浸泡。

4.加強對室外電纜的絕緣測試工作，在絕緣開始下降還未遭到破壞前，采取措施，避免直流接地的發生。

六、結束語

直流系統接地故障嚴重影響到系統的安全穩定運行，因此正確掌握直流接地故障的查找和排除方法是很有必要的，以上些許經驗，望能夠給同行們在工作中帶來一點幫助。