試論電力系統直流接地故障危害及排查

朱軍 潘婷婷

國網安徽省電力有限公司蕪湖供電公司 安徽蕪湖 241000

在電力系統中，直流系統主要提供直流電源，滿足繼電保護、自動裝置以及事故照明等操作需求，因而關系著變電站的安全運行。但受到氣候環境、設備維護等多項因素的影響，極易出現直流接地故障，對電力設備運行造成阻礙，甚至會造成電網系統癱瘓。在此種情況下，對電力系統直流接地故障危害及排查展開探究，具有一定現實意義。

1 直流系統接地簡介

1.1 定義

以直流系統正負極一方與大地絕緣水平為對象，若二者小于等于某一特定值，就是直流系統接地，以特定值為標準進行比較，若正極絕緣水平不大于它，則為正接地；若負極絕緣水平不大于它，則為負接地。

1.2 產生原因

在系統長期運行的情況下，直流系統供電形式為長期、穩定、不間斷，此種情況下其負荷面更廣，支路更多，則元件、電纜以及接線端子等極易受到高溫、氣候、污染等因素的影響而出現損壞或老化的情況，這就勢必會在一定程度上降低絕緣水平。一般情況下，接地概率與投運時間密切相關，彼此之間為正比例關系[1]。

絕緣水平會受到元件損壞以及電纜老化等因素的影響而導致水平下降。一旦遇到惡劣天氣，比如大于、濃霧等，極易出現直流接地故障，天氣轉好則得以恢復。若施工改造、設備檢修等情況存在，也會導致直流系統回路線頭出現異常，比如脫落、松動等，隨即會碰撞金屬外殼，這就會導致直流接地的情況出現。不僅如此，一旦變電站二次裝置燒毀，也會造成直流系統接地，并伴有相應的保護動作，比如開關拒合、拒跳等。

1.3 種類

在電力系統中，依據直流系統的類型可進行合理化分類，正負接地的劃分是依照接地極性所開展的；直接接地與間接接地的劃分，是依據接地類型來實現的；依據是否為金屬接地，可劃分為完全接地與非完全接地。除此之外，還包括多點接地、單點接地、環路接地等，不同接地情況下其名稱也各有不同[2]。

1.4 危害

電力系統直流接地故障的出現，會對整個系統運行產生極為不利的影響，就直流系統正極接地來看，其極易引起保護，自動裝置可能出現驅動情況。一般情況下，負極電源接通斷路器跳合閘線圈以及節電器線圈，若此時回路存在另一點直流接地，極易出現誤動作的情況。就直流系統負接地來看，其危害在于，虎造成保護，自動裝置可能出現拒絕動作的情況。對于斷路器跳合閘線圈以及保護繼電器來說，回路中再有一點出現接地，則線圈被接地點出現短接情況，這就無法有效動作。與此同時，受到直流回路短路電流的影響，電源保險會出現熔斷情況，繼電器接點極易被燒壞，保險熔斷的情況下，無法發揮保護作用，操作電源也會受到影響，因此必須要在短時間排查故障，以免造成嚴重后果[3]。

2 電力系統直流接地故障排查的流程與方法

2.1 排查流程

由于正負極接地回路的形成都需要通過大地，就會導致系統故障出現，因此必須要及時排查直流接地故障，以避免多點接地出現而引發嚴重事故。在變電站運行過程中，直流接地具有一定復雜性，但故障排除方法具有抑制性。直流系統一般設置絕緣監測裝置，一旦出現直流接地故障或者直流絕緣降低，監測裝置會發出警報。因此在出現直流接地故障后，應當首先將誤報警的可能排除，之后依據直流接地故障特征來進行判斷和測量，從而確保故障得到順利排查。基于以往經驗出發，電力系統直流接地故障排查過程中，需要通過檢測裝置清晰的顯示故障狀況，為直流系統接地故障判斷提供依據，確定不存在誤報情況，之后確定故障回路及種類。應用分段查找或者拉路法來進行故障排查，找準故障點，之后方可將故障順利排除。

2.2 排查方法

在無法準確判斷故障回路的情況下，一般選擇拉路法。對于直流接地回路來說，一旦處于單獨運行狀態，與直流系統相脫離，則會導致直流母線出現對地電壓平衡的情況，為確保故障準確排除，需要科學應用直流接地回路瞬間停電的方式，確定直流接地地點。直流系統中直流回路分類清晰，以專用斷路器來控制系統投退，通過保險與開關控制來檢查拉路。若舊直流系統發生故障，則需要應用“打頭法”，將特定電纜接頭打開，確保排查的準確性。可以將“打頭法”看作是拉路法的延伸。在運用拉路法的過程中，排查順序為先照明與信號部分，后操作部分，由外向內進行排查。

2.3 直流接地在線檢測裝置

以磁飽和檢測法、霍爾傳感器檢測法等作為基本設計生產原理，多種類型的選線裝置得以產生，以穿心式電流互感器為支持，將其安裝于直流分支回路。通過直流接地選線裝置的運用，能夠分析互感器所感應的信號，判斷并確定直流接地分支回路。通過接地檢測儀以及傳感器來顯示相對應的編號，通過直流接地在線檢測裝置的應用，能夠實時在線檢測分支回路接地狀態，為電力系統直流接地故障的排查提供支持。

2.4 便攜式檢測裝置

以便攜式檢測裝置為支持，能夠對直流接地故障進行排查，確保接地故障得到及時、高效的排除。便攜式檢測裝置的應用，無需斷開直流回路電源，就能夠測量直流回路，在檢測到接地回路后，裝置能夠自動發出警報，因而具有良好的應用價值，在接地故障排查方面具有安全性和實效性。

3 結語

總而言之，就電網系統運行來看，其日常維護極易受到直流系統故障的影響而導致難度加大，因此必須要重視直流接地故障。在明確直流接地故障種類與危害的基礎上，要掌握正確的排查流程，科學應用直流接地故障排查方法，以在線監測裝置和便攜式檢測裝置為支持進行檢測，確保電力系統得以安全運行。