變電站直流系統接地故障分析與處理

張晉華

（內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒電業局，內蒙古錫林浩特 026000）

變電站直流系統接地故障分析與處理

張晉華

（內蒙古電力（集團）有限責任公司錫林郭勒電業局，內蒙古錫林浩特 026000）

直流系統支撐著變電站內繼電保護、安全自動裝置的可靠運行。文章針對直流系統容易發生接地故障的情形，首先分析了各種可能的故障成因，其次詳述直流接地的危害表現，再次就直流接地的分析、查找與處理進行研究，最后給出防范直流接地的針對性措施。文章的研究層次分明、內容充實，可作為變電站直流管理的參照。

直流系統 接地故障 分析

1 引言

在變電站中，直流系統為控制、信號、繼電保護、自動裝置、事故照明及操作等提供可靠的直流電源［1］，其正常與否對變電站的安全運行至關重要。但實際運行中，直流系統容易發生單點接地。雖然單點接地不引起危害，但若演變成兩點接地將造成保護誤動或拒動、信息指示不正確、熔斷器熔斷等嚴重事件。因此，對直流系統接地故障必須采取早發現、早消除、勤防范策略。

2 直流接地的原因剖析

直流系統分布面廣、組成電纜多，在運行中容易受自然因素、氣候因素、人為因素的影響而出現絕緣問題，進而引發接地故障。主要原因羅列如下：①二次設備/線纜的絕緣性能不合格，或者年久老化，或者經歷過磨、砸、壓、扭等損傷，在一定外因誘發下極易出現多點接地。②所處環境過度潮濕或污穢，并且戶外二次接線盒未密封嚴實，容易受潮放電。③小動物誤入帶電直流回路或檢修工作時發生金屬零件掉落帶電直流回路，將直接引發直流接地。④因設計、安裝、維護的不當而造成接地隱患，如二次回路帶電端固定不牢固，直流帶電體與接地設備或交、直流帶電體之間絕緣間距太小等。

3 直流系統接地故障的危害

直流系統發生接地故障的后果是非常嚴重的，下面以圖1為參照進行說明。

（1）直流正極接地，可能引發保護裝置誤動。如圖1中，A、B兩點發生直流接地，則1LJ、2LJ接點被短接，CKJ繼電器將啟動跳閘；A、C兩點接地，CKJ接點被短接也將誤動作跳閘；同理，A、D兩點，F、D兩點接地，都會造成開關誤跳。

（2）直流負極接地，可能使保護裝置拒動。圖1中，B、E兩點接地，CKJ線圈被短接，保護動作時，CKJ不能動作，開關將不能跳閘且保險將會熔斷。

（3）直流系統正負極各一點接地，會造成短路使電源保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。在圖1中，A、E兩點和F、E兩點發生接地，將熔斷電源保險；B、E兩點和C、E兩點接地，將在保護動作時熔斷電源保險、燒毀電器接點。

4 直流系統接地故障的查找及處理

直流系統發生接地屬于嚴重故障，應迅速查找、盡快消除危險因素。以下為查找、處理的要點。

（1）首先分清接地故障極性；其次察看故障成因是否含天氣因素；再次檢查變電站內是否有二次回路工作，若有，則拉開工作電源看接地是否消失。

（2）在安裝有微機絕緣監測儀的變電站，可根據裝置給出信息直接判斷接地線路；在缺少絕緣監測儀的情況下，一般應用“瞬停法”進行排查［2］，即瞬間斷開某一回路，觀察相關信號是否消失，若消失，則證明該回路為故障回路，若不消失，則進行下一回路的瞬停。

（3）對于金屬性接地故障，通過“拉路法+萬用表”，就準確查出故障點；對于非金屬性接地或者間歇性接地，目前只能在密切監視基礎上，依據經驗分析直流控制回路圖。

在直流接地故障處理過程中，需要特別注意以下事項：①查找工作須有二人進行，其中一人專職監護，以防人身觸電。②瞬停檢查時，應取得調度許可，同時拉路時長不得超3s。③為防止誤判，對接地現象是否消失，應同時考察信號、光字牌和絕緣監測表等多個對象。④在進行故障處理時，應按符合實際的圖紙進行并做好記錄及標記，防止拆錯、恢復錯或遺漏。⑤在己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。⑥禁止以燈泡作為查尋直流接地故障的工具。⑦用作檢查的儀表的內阻不能低于2000Ω/V。⑧避免在高峰負荷時進行。

5 防范措施

直流系統接地屬于重大故障，但其查找具有隱蔽性，因此，做好防范工作是最重要的。

（1）變電運維人員在日常巡視中應保證對直流系統防雨、防潮、防異物的檢查有足夠的時間投入。特別在汛期、惡劣天氣情況下，應增加檢查頻度。要有完善的處理對策和應急預案，以備檢查中發現隱患能夠立即消缺。

（2）對于新建的直流系統項目，應監督施工人員按照合理的工藝開展工作，并在驗收階段加強對回路的絕緣試驗。

（3）重視對室外電纜的絕緣測試工作［3］，注重前后數據的比對。特別當發現絕緣有下降趨勢（但尚在允許范圍之內），應展開認真分析并做好未雨綢繆的準備。

（4）變電運行人員應做好蓄電池室的通風工作，控制蓄電池室的溫度，做好防潮措施。

（5）制定合理的檢修計劃，對那些運行時間超長、元件老化嚴重的設備應及時予以更換。

（6）增加直流系統絕緣檢測手段，有條件需普及智能化的絕緣檢測系統并實現數據的實時上報。

6 結語

直流系統是變電站各類保護設備和安全自動裝置開展工作的電源依托，直流系統出現接地將對變電站二次系統的安全穩定運行產生重大負面影響。掌握正確的直流接地故障判斷方法、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，提出一系列檢查步驟和注意事項，可作為直流管理專業的有效借鑒。

［1］朱新菊.變電站直流系統接地故障分析與處理方法［J］.電氣開關，2013，10（2）∶7-9.

［2］陳韜.變電站直流系統接地故障的分析及對策［J］.電力學報，2009，33（2）∶30-32.

［3］梁旺文.變電站直流系統接地故障的分析與查找［J］.電工技術，2015，（27）∶162-163.

張晉華（1986—），男，內蒙古通遼人，碩士，工程師，主要從事變電運維工作。