直流系統接地故障分析與處理

宋華文

（甘肅電投河西水電開發有限責任公司 甘肅 張掖 734000）

直流系統接地故障分析與處理

宋華文

（甘肅電投河西水電開發有限責任公司 甘肅 張掖 734000）

隨著電力系統和工業自動化控制的迅速發展，直流操作系統在電力系統發電廠、變電站等大型工礦企業中被廣泛應用，是運行控制系統的重要組成部分。然而，電纜或設備的絕緣老化會導致直流系統的接地故障。在運行過程中由于各種原因，可能造成對主要設備損壞、繼電保護和自動裝置故障、拒動、燒壞繼電器觸點等重大問題。基于此，本文就直流系統接地故障分析與處理進行詳細探究，以期為有關方面的研究提供參考借鑒。

直流系統；接地故障；發電廠；電力系統

1 引言

直流系統由于對應急電源、信號設備、斷路器分合閘操作、自動控制等設備，提供電流電源服務，使系統用電處于一個安全的狀態下，為此，直流系統不僅僅在變電站中得到使用，在水力發電廠、火力發電廠中均得到廣泛使用。但是，隨著電網規模的復雜化，直流系統在運行的過程中難免會出現故障現象，無法確保電網安全，為了避免該問題，需加強直流系統日常維護力度，采取有效的接地處理方法。

2 危害

直流系統的可靠性決定了電廠系統的穩定性，作為電廠的重要組成部分，其作用是不容忽視的。在電廠的運行過程中，不可避免的會出現各種問題，間接的引起斷路器出現錯誤的操作或直接拒絕動作。雖然這些故障是直接對回路產生不利的影響，但是回路卻能決定電廠是否能正常工作，從而決定電力企業的發展。而直流接地首先是直接導致直流系統出現故障，如果發生的是一點接地，不會對系統造成大的影響，但如果是兩點接地，很可能會導致嚴重事故。如果DC系統兩點接地，造成故障，系統會出現短路、跳閘等問題，造成繼電保護裝置、自動裝置、信號裝置等故障甚至拒動。在每一個設備拒動的情況下，都會造成電流系統中的保險絲熔斷，使控制回路和設備因功率損耗而無法正常運行。

正常情況下，系統中的合閘裝置和繼電器與電源的負極連接，如果有一點接地出現在回路中，就會造成線路短路，使這些設備誤動，從而使直流負極接地。在直流負極接地的情況下，系統中的各類保護裝置就會拒動。同時，回路中形成的短路電流會導致電源的保險絲被熔斷，嚴重的甚至會使繼電器的接觸點遭到破壞，從而使整個電路處于完全不能工作的狀態。

3 原因

在電廠運行系統中，直流系統有暴露部分多、電纜組成復雜、系統分布廣等方面的特點，并受到一些內外因素（包括環境、自然和人為因素）的影響。這些因素影響直流系統，導致系統的一些性能相對薄弱的絕緣元件的性能受損，該方面已成為直流系統接地故障的主要原因。分析表明，導致直流接地故障的誘因如下：1）DC系統二次回路和兩臺設備所選用的絕緣材料在性能上存在一定的缺陷，不符合設計標準，絕緣性能不足，或二次回路、設備很長一段時間內投入運行，設備維護不當，大量元器件老化、引發的損傷、扭傷、燒傷等質量問題。2）直流系統運行環境差，運行條件差。在惡劣的天氣條件下，如陰雨、潮濕天氣下，DC系統電氣設備的絕緣性能將受到嚴重破壞，在很大程度上增加了直流接地故障發生的可能性。例如，在電站直流系統運行維護過程中經常會發現風雨飄入戶外直流系統接線盒內（由于戶外二次接線箱操作不當、維護不完全密封），導致外殼形成的樁頭連接形成通路，從而誘發接地故障。3）場地端子箱和機構箱內繼電器、輔助開關老化。室外二次元器件長期受粉塵、潮濕、高溫影響，老化加速，絕緣降低，引起直流接地的發生。4）控制回路線圈燒毀引起的短路或接地。斷路器分合閘回路一般都有自保持回路，當開關機構卡澀，開關的輔助觸頭不能及時更換時，線圈就會被燒毀，造成直流接地。5）雜物或小型動物也是直流系統接地故障的主要原因。如蜈蚣、老鼠等小型動物很容易放電進入帶電電路并誘發直流系統接地故障，或二次回路運行和維護過程中，一些金屬元件落在DC電路上，而電路處于帶電狀態，導致與金屬屏的短路連接和接地事故。6）維護工作不到位。直流系統是為電站提供電能的重要裝置，其維護工作必須全面、仔細。但在實際維護工作中，維護人員并沒有盡到自己的責任，在系統維護和接地維護方面都存在許多問題。

4 直流系統接地故障的處理方法

4.1處理直流接地的一般要求

1）如果故障點和一次設備的安全距離不夠，應當切斷設備電源。2）直流接地尋找和處理必須由兩人進行，工作中應避免在DC短路或另一點接地。3）檢查直流接地時，儀器不應低于2000Ω/ V。4）在對繼電保護、操作電源、自動裝置、信號電源等重要負荷進行測試時，必須獲得相應的調度許可，退出相應的保護出口壓板。在對直流電源進行測試時，要注意一次設備的運行和儀器及背景信號的變化。

4.2接地處理方法

一般情況下每一段直流母線都有相應的配置一個絕緣監查設備，配置絕緣監查設備的主要目的是為了可以掌握直流系統當中，正負母線的絕緣情況，是否處于一個正常狀態下，若是存在直流接地故障，此時，設備可將故障的大致范圍顯示出來，但是無法將故障的具體位置顯示，進行故障具體位置的定位工作，還需要聯合手動拉路的方式進行檢查。當接地范圍大致的確定之后，就能夠采用萬能表進行測量，測量母線的電壓狀況，由此判斷出直流系統的接地情況，若是正負極的電壓存在不統一的現象，則可判斷出哪一級為接地極，接地極為電壓低的那一級，再使用拉路法即可確定出故障的具體位置。

另外，還可以使用故障定位查找儀器，排查直流接地故障也是常用的方法。利用先進的故障定位儀器，在排查故障時不需要切斷直流回路電源，采集互感器可直接檢測各分布回路是否有接地現象，并通過發出報警信號提示檢修人員。雖然儀器定位查找法使用方便、操作簡單、省時省力，但是目前市面上的直流故障定位查找產品抗干擾能力及兼容性普遍較差，出現誤報的幾率很高，因而這一方法只能作為輔助性手段。

隨著技術的發展，直流系統接地故障處理的方法越來越多，當發生直流系統接地故障時，工作人員要保持清醒的頭腦，不擅自處理，將其情況匯報給相關部門，有專業的維修人員負責維修工作，維修人員在確保自身安全的前提之下，嚴格按照操作要求，找出接地極點，并對接地極點的正負情況進行準確的判斷。根據實際情況，若是條件允許，采用分網法，把兩段接線的母線分段刀閘拉開，縮小判斷的范圍，提高判斷的準確率，從而快速找出接地極點。并根據自己的經驗，挖掘問題產生的根本原因。若是發生直流接地時，需要注意的是保護好其它設備，與多個維護人員共同開展維護工作，從安全的角度出發，不可由一個維護人員單獨負責維修工作。

4.3查找直流接地時的注意要點

1）直流母線接地后，要及時做好預防措施，嚴格按照操作標準去做，盡可能避免短路現象，并防止二次回路接地的發生。2）查找工作人員由兩名員工一起工作，以免觸電，保證安全和相互監督；并且工作人員在拉路檢查時，動作要及時準確，因為有一定的時限，避免斷電時間過長而造成其他故障。3）為了避免錯誤的判斷，要根據信號和絕緣監測表判斷和綜合分析；若采用一接地點，就不能應用萬用表通過斷檔位進行測量。

5 結束語

直流系統是電廠重要組成部分，它能提供運行所需的電力。因此，如果DC系統接地故障，則會破壞電站的穩定性。直流接地的查找存在一定的風險和復雜性，通常需要根據具體情況進行綜合使用，但不能造成失電和保護誤動。此外，加強直流負載相關的設備維護維修，是減少DC系統接地的有效途徑，對于值班人員來講，當接地報警發生時能夠跟蹤負荷停止及設備的檢修情況，可以大大提高接地的查找效率。

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