變電站直流系統接地故障的分析及應對

楊楊

摘 要：在變電站中，如果直流系統一旦發生接地故障，就可能導致自動保護失靈，甚至造成所用設備燒毀，帶來的損失將會十分巨大。因此，發生直流系統接地故障時，怎樣快速、準確的找到接地位置，及時消除，使直流系統恢復正常運行，是有關人員需要分析和掌握的問題。

關鍵詞：變電站;直流系統;接地故障;處理方法

1直流系統接地的概述

就直流電來說，其在正常情況下，自身所對應的電源正、負母線都是絕緣的，一旦其中的一點與大地進行接觸時，其對應的絕緣電阻發生了變化，降到某一個固定值甚至是低于這個固定值時，就被叫做直流系統接地。當其中的正極絕緣電阻與某一個規定值相比較低時，其就叫做正接地，當這種情況下的接地端是負極時，它被叫做負接地。直流接地故障的危害主要體現在以下兩個方面：第一，直流正極或負極接地。當直流正極或負極接地時，可能會導致其連接的保護裝置自動拒絕動作，或者造成信號出現誤報、遲報等。第二，當直流系統正、負極一起接地時，將直接導致電源保險熔斷，進而使所用設備失去電源，嚴重地甚至可能使所用電器被燒毀。

2直流系統接地出現故障的原因

2.1元件接地故障

主要是因為線路中元件的基礎質量可靠性不足，絕緣材料亦或是制造過程存在絕緣結構損傷的問題，必然會對后續應用和處理質量造成影響。例如，電纜結構若是遭遇潮濕空氣，薄弱部位就會出現漏電的問題，且直接造成了直流接地故障問題。

2.2電纜絕緣體問題

由于電纜的工作環境較為特殊，在電纜的長期使用過程中，不可避免地會出現一些破損或者老化的現象，一旦電纜的絕緣體被破壞之后，電纜就很容易受到雜物、濕度、溫度、外力、灰塵及設備的影響繼而引發接地故障。因此，我們在電纜或者其他設備的選擇采購時，應當嚴格控制電纜的質量，避免使用一些絕緣質量較差的電纜，以此降低安全隱患。此外，電纜長期處于高負荷的工作狀態也會加快破損和老化的進度，使絕緣體的脫落速度更快。

2.3蓄電池接地

蓄電池接地主要有一下幾方面原因，一是蓄電池殼體老化，二是蓄電池長期處于工作狀態，溫度過高、充電過度都將可能導致蓄電池殼體出現膨脹開裂。三是蓄電池底部是由很多微小顆粒組成，由于應力作用很容易破壞蓄電池底部殼體。

2.4工作環境

環境不良也是導致變電站直流系統接地故障的重要因素，空氣較為潮濕以及灰塵積壓較厚會出現絕緣度下降的問題，使得整個結構和系統運行質量失衡。

2.5人為因素

在電力系統運行中不可避免的需要人力投入，比如設備線纜的敷設、安裝及調試，其中每個環節出現一些差池都將影響變電站運行的穩定性。一些工作人員在施工過程中還存在一些不規范行為，安裝過程十分馬虎，導致設備由于受到震動出現零部件脫落的情況，認為線頭不帶電就不需要處理，任由其裸露在自然環境中。因此加強設備系統安裝過程中的任何一個環節都是十分有必要的，只有反復確認，提高安裝人員的專業技能及責任意識才能夠更好地保障設備安裝質量。

3變電站直流系統接地故障的處理措施

3.1故障排查法

第一，分析故障現場概況。在正式排查前，重點分析設備所處的運行環境，陰雨、霧霾等天氣狀況是需要重點考慮的環境因素，因為這些干擾也可能對設備及線路造成影響，導致其因為潮濕或腐蝕而出現故障;第二，多加關注絕緣檢測設備的報警信號，結合監控裝置的報警信號對現場進行剖析，其中重點考慮設備的工作環境，如果確定故障是因為陰雨條件導致的，那么就需從絕緣角度來分析故障成因;第三，查找瞬間停電情況下的接地點。當上述兩個方法都不合適的時候，可以采用瞬間停電法來尋找故障，首先是將與電網沒有關系的設備停電，其次將繼電保護裝置退出，最后斷開所有的電源。

3.2故障定位法

定位直流系統接地故障的位置可以借助定位儀或查找儀，例如便攜式查找儀等。這種設備可以和拉路法協同運用，根據目前的情況來看，便攜式直流接地查找儀使用比較方便，不需要切斷直流回路的電源就可以找到接地點位置，進而有效地處理接地故障。總的來說，采取故障定位法來查找直流系統接地故障點位置，能夠確保及時發現并定位故障，進而高效地處理故障，提高故障處理效率。

3.3瞬時拉回路法

工作人員在使用這種方法對直流系統進行檢修時，需要先將系統的直流電流斷開，由于斷開時間不會超過3s，所以對電力系統的正常運行狀態影響較小，不易出現突發性斷電現象。利用瞬間拉路法檢修直流系統接地故障，工作人員可以根據線路承受負荷的重要程度，依次斷開直流屏電流供應，當在斷開某部分回路的直流電之后，接地故障消失，則說明該回路出現故障，隨后再利用該方法對回路支路進行判斷，從而準確判斷出故障點。在采用瞬間拉路法時，工作人員需要知道因為需要斷開直流系統的某些支路，所以會降低直流系統的供電可靠性，而且該方法并不適用組成結構十分復雜的二次系統。

3.4便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

電力系統中，經常會使用到故障定位裝置來對接地故障進行定位和查找，故障定位裝置在電力系統中有著獨特的應用優勢，在使用便攜式直流接地故障定位裝置進行檢測的時候，不需要對直流回路的電源斷開，也就是說可以直接進行帶電操作，這樣就提高了工作的效率，也避免了斷電給人們生活所帶來的影響。

3.5選線監測法

通過絕緣接地選線監測裝置來進行選線，具體來說，就是在直流回路中相關回路的合適位置配置電流互感器，這樣監測裝置不僅能接收信號，還能通過信號對直流回路進行分析，進而確定故障接地點，配置在相關回路的傳感器都是有雙重編號的，與接地監測裝置中的編號一致。其運行優勢是：可以進行在線監測，進而更加及時、高效地發現故障并且準確定位，方便查找故障點的位置。

4防范直流系統接地的措施

第一，變電站運行維護單位應定期進行防雨、防潮、防異物的日常檢查工作，發現問題及時消除。陰雨天氣時應加大設備的檢查次數，并重點檢查易發生接地的重點部位，發現受潮或進水應立即處理;第二，施工單位在施工過程中應嚴格控制施工質量和工藝，并對回路進行檢查測試，尤其是進行絕緣試驗。發生接地后及時更換損傷電纜;第三，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;第四，定期巡檢直流系統的對地絕緣。故障出現要立即進行排查，按序查找，先信號回路，事故照明回路，再操作回路，控制回路，保護回路。先重點檢測絕緣情況較差的回路;第五，招標采購時嚴格把關，對質量不佳的產品堅決抵制，對運行時間長、元件老化嚴重的設備應及時更換。

5結語

隨著我國科學技術的進步與發展，變電站的相關使用設備更新換代速度逐漸增快，綜合自動化程度不斷提高。自動化變電站的建立以及直流絕緣監測技術的進步與發展，使直流系統故障分析判斷能力不斷提高。但是在處理較為復雜的變電站直流系統接地故障過程中，仍然需要專業人士對故障情況進行有效定位。總之，在進行直流接地故障的查找和處理時，一方面要多留意各類指示和信號的變化，另一方面還應對天氣變化和操作信息等進行全面考慮，并總結接地故障的查找和處理經驗，進而為工作質量的提升奠定良好的基礎。

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