淺談整流所直流系統接地故障的危害及處理方法

摘 要：整流所是鋁電解生產過程中最為重要的組成部分之一，其一旦發生故障會直接影響鋁電解的正常生產，而整流所直流系統又是其最主要的核心設備。然而，由于一些原因的影響，使得整流所直流系統常常會出現接地故障。為此，快速、準確查找出故障位置就顯得尤為重要。基于此點，文章首先分析了整流所直流系統接地故障的成因及危害，并在此基礎上提出整流所直流系統接地故障的查找處理方法，期望通過文章的研究能夠對確保整流所的安全、可靠、穩定運行給予一定幫助。

關鍵詞：整流所；直流系統；接地處理

1 整流所直流系統接地故障的成因及危害分析

在分析整流所直流系統接地故障的成因前，先介紹一下直流系統接地的概念，當直流系統的正極或是負極與大地之間的絕緣水平降至規定值以下時，便稱之為直流系統接地，大致可將直流系統接地分為兩種情況，一種是正接地，具體是指直流系統的正極絕緣水平低于規定值；另一種則是負接地，即負極絕緣水平低于規定值。

1.1 故障成因分析

整流所直流系統最大的特點是長期帶電、不間斷工作，它有很多支路，并且負荷涉及面也相對較廣，容易受到環境、氣候、高溫、污染等條件的影響，從而會引起電纜老化、元器件損壞、接線端子老化，其后果是導致絕緣水平下降。通常情況下，系統投入運行的時間越長，接地故障的發生幾率就越高，大體上可將直流系統接地故障分為以下幾類：

（1）因電纜、元器件、設備老化導致的絕緣水平降低，尤其是在雨季、大霧天氣等情況下更容易引起直流系統接地故障，而這種故障有可能會隨著天氣轉好而消失。

（2）對設備進行檢修或是改造施工等原因，導致直流系統回路線頭松動、脫落并接觸到金屬外殼，從而引起直流系統接地故障。

（3）整流所內二次設備損壞時容易引起直流系統接地故障，同時在這一過程中，還有可能伴有保護動作、開關拒跳或者拒合等情況。

1.2 直流系統接地的危害

在直流系統接地故障中，危害最為嚴重的應屬兩點接地故障，雖然一點接地故障并不一定會對二次設備造成直接危害，但也必須進行及時處理，否則當直流系統中再出現一點接地時，不但會引起繼電保護裝置和信號裝置誤動作或是拒動，而且還有可能引起直流保險熔斷，從而引起繼電保護、自動裝置失靈。此外，在較為復雜的回路當中，同級兩點接地還可能導致一些繼電器短接，無法及時跳閘，這樣一來會使事故擴大。直流系統接地故障的危害大致可歸納為以下幾個方面：

（1）正極接地故障會引起保護及自動裝置誤動作。由于斷路器的跳合閘線圈一般都是與負極電源相接的，若是在這些回路當中再出現另一點直流接地時，便會引起觸點短路，從而使線圈帶電引起誤動作。

（2）負極接地會引起保護及自動裝置拒動。這是因為斷路器的跳合閘線圈及繼電保護器在這些回路當中再出現一點接地時，便會導致線圈的接地點短接，從而無法正常動作，同時還有可能使繼電器的接點被燒毀。

（3）直流系統接地故障不但會對設備造成危害，而且還會對整個電力系統的安全運行造成威脅，所以，有關規定要求，直流電源為220kV，接地在50V以上；直流電源為24V，接地在6V以上時，應當停止直流回路上的全部工作，查找接地點，以免導致兩點接地的情況發生。

2 整流所直流系統接地故障的查找處理方法

2.1 故障查找方法

當整流所直流系統發生接地故障時，應以最快的速度，在最短的時間內查明故障原因，并找出故障點，然后采取有效的方法進行處理。由于直流系統接地故障的種類較多，故障查找方法也有很多種，較為常用的有經驗判斷法、拉路法、直流接地探測儀查找法以及轉移負荷法。下面分別對這幾種方法進行介紹：

2.1.1 經驗判斷法

該方法主要是指按照以往經驗，系統接地故障一般都發生在戶外，容易受到環境和氣候的影響，所以先查找新投入的與直流相關的戶外設備及回路，然后再重點對經常漏水、漏氣等位置進行查找，看是否存在接地的情況。這種方法最為明顯的優點是直接、快速，缺點是僅憑借經驗查找比較盲目，僅適用于環境、氣候以及設備本身狀況發生顯著變化等情況。

2.1.2 拉回路法

具體是指根據負荷的重要程度，按照一定次序短時拉開直流屏各條直流負荷回路，若是切除某一回路時故障消除，則表明接地故障就發生在這條回路當中。采用該方法進行故障查找時，通常按照以下順序，即先信號和照明部分，后操作部分；先室內再室外。此方法的優點是能夠找出故障點，缺點是耗時較長，會對系統正常運行造成影響，僅適用于直流負荷支路較少且供電重要程度較低的系統。

2.1.3 直流接地探測儀查找法

使用探測儀按照以下順序依次進行查找，總母線、直流屏所供直流負荷、各個支路負荷、故障點。這種方法的優點是安全、可靠，并且不需要范圍停電，缺點是受探測儀準確程度的限制，有時無法準確找到故障點。

2.1.4 轉移負荷法

在有分段母線的直流系統當中，如母線分為Ⅰ段和Ⅱ段，此時可將Ⅰ段母線上的各路負荷逐次轉移至Ⅱ段母線上，然后每次倒回一路負荷至Ⅰ段母線上，并斷開分段聯絡開關，使母線處于分段運行狀態，隨后對Ⅰ段母線的絕緣監測器進行觀察，看其是否出現接地告警信號，若是沒有則換下一路負荷繼續測試，直至找到故障點所在的回路為止。這種方法的優點是無需停電、快速易行，缺點是僅能找到故障所在的線路，但卻無法確定出準確的故障位置，適用于帶直流分段母線的直流系統。

2.2 預防系統接地故障的有效措施

由于引起整流所直流系統接地故障的原因相對較多，為了有效解決這一問題，應當不斷加強系統的日常運行維護，具體可從以下幾個方面著手：其一，提高二次設備的施工質量，減少接地故障的發生幾率。可通過對室外端子箱、機構箱進行密封或是加裝防潮除濕設備，并對無法滿足對地絕緣電阻要求的電纜及二次設備進行更換處理，這樣可以有效避免接地故障的發生；其二，加大對隔離開關、斷路器以及手車等一次設備的運行維護管理，對于隔離開關、斷路器等帶有機械傳動部分的設備，應當嚴格按照操作規程進行操作，防止因操作不當引起接地故障；其三，在對系統接地故障進行查找處理時，必須按照相關電氣設備檢修運行規程的要求進行，同時還應充分考慮現場實際情況，作業時至少需要兩名人員，嚴禁單人獨立作業。

3 結束語

總而言之，整流所作為鋁電解生產過程中重要的組成部分之一，當整流所直流系統發生接地故障時，必須以最快的速度準確找到故障點，并進行及時處理，使故障對系統運行的影響降至最低。

以上是我根據平時的工作實踐，結合我廠直流系統實際出現的一些問題，總結的一些常見故障的形成原因和處理經驗，在此與大家共勉！

參考文獻

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