直流接地點(diǎn)故障的查找

張惠山

（河北超高壓分公司，河北 石家莊 050070）

直流接地點(diǎn)故障的查找

張惠山

（河北超高壓分公司，河北 石家莊 050070）

對(duì)變電站直流系統(tǒng)接地故障的原因進(jìn)行了分類，并分析了各類故障成因的特征。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了直流接地故障的查找處理方法，同時(shí)也指出了工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)于處理直流系統(tǒng)接地故障的作用。

直流接地；事故處理；二次回路；經(jīng)驗(yàn)

當(dāng)前，我國(guó)各變電站均采用直流系統(tǒng)對(duì)二次設(shè)備供電，涉及的設(shè)備有控制設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備、自動(dòng)裝置、監(jiān)控自動(dòng)化設(shè)備及斷路器等。直流系統(tǒng)是不接地系統(tǒng)，如果發(fā)生一點(diǎn)接地故障，通常不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果；但發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，則很可能造成斷路器分、合閘回路短路或自動(dòng)跳閘，保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)等嚴(yán)重事故。因此，直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地故障時(shí)，必須快速、準(zhǔn)確地查找接地點(diǎn)，排除故障，以防止兩點(diǎn)接地故障的發(fā)生。因直流系統(tǒng)涉及回路眾多，范圍較廣，接地點(diǎn)的查找一直是二次專業(yè)人員感到棘手的問題。對(duì)接地點(diǎn)漫無目的地逐條支路進(jìn)行排查，不現(xiàn)實(shí)也不可行；而借助一定的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠縮小故障查找范圍，起到事半功倍的效果。

1 直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因分析

1.1 絕緣不良造成的直流接地故障

絕緣不良造成的直流接地是目前直流接地故障最普遍的類型。所謂絕緣不良，是指直流回路最初的絕緣狀況是良好的，但由于其他原因，例如二次回路及設(shè)備材質(zhì)老化、施工工藝不良、電纜剝皮時(shí)造成線芯劃傷等，運(yùn)行一段時(shí)間后在污穢、受潮等情況下就可能發(fā)生直流接地。一般情況下，這類缺陷同時(shí)造成兩點(diǎn)接地故障的可能性較小，但是如果天氣惡劣，一點(diǎn)接地故障發(fā)展成為兩點(diǎn)接地故障的可能性將大大增加。

1.2 回路存在缺陷造成的直流接地

回路的缺陷主要是指設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成寄生回路的存在或交直流系統(tǒng)串接，以及設(shè)備廠家或施工單位工作疏忽造成接線錯(cuò)誤等。這類缺陷的存在比較隱蔽，一般不宜發(fā)現(xiàn)，但危害性較大，同時(shí)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地故障的可能性也相對(duì)較大，應(yīng)慎重對(duì)待。

1.3 人因作業(yè)失誤造成的直流接地故障

在二次作業(yè)過程中，經(jīng)常會(huì)由于設(shè)備檢修人員的人為因素造成一些直流系統(tǒng)接地或短路故障。這大多是由于人員違章作業(yè)引起的，如未使用合格的工器具等。出現(xiàn)接地故障后，只要作業(yè)人員能糾正違章行為，即可消除缺陷。此外，工作人員進(jìn)行二次回路作業(yè)時(shí)人為造成的回路缺陷，也會(huì)造成直流接地故障。

1.4 運(yùn)行設(shè)備本身缺陷引發(fā)的直流接地故障

運(yùn)行設(shè)備本身的缺陷，如直流絕緣監(jiān)視裝置的接地電阻配值過低時(shí)，將控制回路的操作把手置于預(yù)合位置后，會(huì)造成直流接地故障。此外，各類裝置開關(guān)電源插件制作不良，造成熱地與冷地串接而引起接地故障的情況也時(shí)有發(fā)生。

2 各類直流系統(tǒng)接地故障原因特征分析

2.1 回路絕緣不良情況

回路絕緣不良造成接地故障，往往與氣候有直接關(guān)系。通常在雨、雪天氣后，由于各端子箱、機(jī)構(gòu)箱等密封不嚴(yán)、進(jìn)入水分，使二次直流回路受潮而造成接地。即使是施工工藝不良造成電纜芯劃傷而引發(fā)的接地故障，也往往伴隨著潮濕天氣時(shí)發(fā)生。這類缺陷通常在設(shè)備正常運(yùn)行中突然發(fā)生，具有隨機(jī)性。依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該類缺陷的一個(gè)明顯特點(diǎn)是：發(fā)生金屬性接地的概率較低，一般經(jīng)電阻接地，接地電壓不穩(wěn)定，有一定的變化量。

2.2 回路存在缺陷情況

回路存在缺陷造成的接地故障只能依靠二次回路查線檢查，先確定故障點(diǎn)，再排除故障。但這類缺陷的出現(xiàn)也有一定的規(guī)律。在設(shè)備正常運(yùn)行、無任何運(yùn)行方式改變的情況下，即使處于惡劣的天氣條件，這類缺陷也不會(huì)突然出現(xiàn)，它往往隨著運(yùn)行條件的改變而出現(xiàn)。運(yùn)行條件的改變除了包括一次設(shè)備的操作，還包括二次保護(hù)設(shè)備的投運(yùn)或直流母線的切換等操作。一旦進(jìn)行操作，則故障立刻出現(xiàn)，與天氣無關(guān)。不同于回路絕緣不良的情況，該類接地故障容易發(fā)生金屬性接地，且接地電壓穩(wěn)定，幾乎沒有變化。即使故障類型不是金屬性接地，其接地電阻值和接地電壓值也很穩(wěn)定。

2.3 人因失誤情況

因工作人員作業(yè)過程中違反規(guī)程、操作不當(dāng)造成的直流接地故障的一個(gè)顯著特點(diǎn)是，故障伴隨著錯(cuò)誤作業(yè)而瞬時(shí)發(fā)生。作業(yè)當(dāng)中一旦發(fā)生錯(cuò)誤操作即刻會(huì)出現(xiàn)接地故障，而及時(shí)更正錯(cuò)誤就能消除故障，不需要耗費(fèi)過多時(shí)間。

2.4 設(shè)備本身存在缺陷情況

設(shè)備本身存在缺陷引起的故障，如同回路存在缺陷一樣，在設(shè)備運(yùn)行條件改變后會(huì)突然出現(xiàn)，設(shè)備投運(yùn)時(shí)會(huì)突然出現(xiàn)，運(yùn)行方式變化時(shí)也會(huì)突然出現(xiàn)。該類缺陷出現(xiàn)概率較低，且容易被發(fā)現(xiàn)、排除。

3 直流接地故障點(diǎn)的查找方法

(1) 直流接地故障發(fā)生后，一時(shí)不能明確具體接地部位時(shí)，可先確定發(fā)生接地點(diǎn)的直流支路，然后對(duì)該支路的各回路采用分段排查的方法來最終找到接地點(diǎn)。

(2) 直流接地故障發(fā)生后，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各類異?，F(xiàn)象、設(shè)備運(yùn)行情況、天氣狀況等，分析判斷故障原因。首先要確認(rèn)是直流正極還是負(fù)極接地，查明接地電壓值的大小及變化情況(條件允許可通過故障錄波器查看直流電壓波形，則電壓值的跳變情況可一目了然)，弄清是金屬性接地還是經(jīng)電阻接地等基本情況。同時(shí)還要多留意相關(guān)設(shè)備，如監(jiān)控系統(tǒng)、故障錄波器等指示的異常信息。通過以上信息綜合分析故障情況，確定事故處理方案。切忌盲目拉路或毫無目的地隨意檢查。

(3) 如果在雨雪天氣、空氣潮濕情況下突然出現(xiàn)接地故障，且故障現(xiàn)象符合回路絕緣不良接地故障的特征，則屬回路絕緣不良接地故障的可能性較大。處理這類故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)著眼于室外密封不嚴(yán)、容易進(jìn)水受潮的設(shè)備及回路，如端子箱或機(jī)構(gòu)箱的端子排、主變本體的瓦斯繼電器、壓力釋放閥、測(cè)量表計(jì)等部位及相關(guān)二次回路。應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)這些部位確定接地支路或接地點(diǎn)。完善戶外設(shè)備的密封及加強(qiáng)設(shè)備巡視可降低這類故障的發(fā)生。

如果是在站內(nèi)設(shè)備操作瞬間突然發(fā)生接地故障，且故障現(xiàn)象符合2.2與2.4節(jié)所述接地故障的現(xiàn)象特征，則為1.2與1.4節(jié)所述原因的可能性大。處理這類接地故障時(shí)，可先根據(jù)當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行方式變化的情況大致判斷出缺陷出現(xiàn)的部位，再根據(jù)圖紙、技術(shù)資料、二次回路查線情況、設(shè)備的工作性能等確定故障點(diǎn)，排除故障。預(yù)防這類故障的最好方法是，在設(shè)備驗(yàn)收投運(yùn)初期嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，杜絕這類缺陷，防患于未然。

(4) 作業(yè)不當(dāng)造成的接地故障容易判斷、排除，前文已經(jīng)敘述清楚，不再重復(fù)。嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行作業(yè)，可有效防止因作業(yè)人員人為因素造成的事故。

(5) 當(dāng)前，多數(shù)變電站已安裝直流絕緣檢查裝置及接地選線裝置?？梢砸罁?jù)這些設(shè)備的故障指示及選線信息來輔助分析、判斷接地支路。但是，目前接地選線裝置誤選、漏選概率較大，所以不能完全通過選線裝置來準(zhǔn)確確定接地支路。根據(jù)文獻(xiàn)的介紹及工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：對(duì)于發(fā)生金屬性接地的支路，接地選線裝置的靈敏度高，選線結(jié)果比較理想。由于回路存在缺陷造成的接地故障中金屬性接地的概率較大，因此，可以依靠接地選線裝置來確定接地支路，排除故障。

(6) 采用直流卡鉗表測(cè)支路漏電流判斷接地的方法。這種方法用于1.1節(jié)所述接地故障時(shí)，效果往往不理想。1.1節(jié)所述接地故障大多經(jīng)過電阻接地，且接地電阻值不穩(wěn)定，有一定的變化。不斷變化的接地電阻的存在增加了支路分布電容對(duì)卡鉗表測(cè)量靈敏度的影響，測(cè)量誤差大，因此此方法效果不理想。但對(duì)于1.2節(jié)所述接地故障，因其多為金屬性接地，接地支路漏電流明顯，卡鉗表測(cè)量的結(jié)果就比較理想。即使經(jīng)過接地電阻接地，由于這類接地電阻穩(wěn)定，采用卡鉗表測(cè)量的方法也有一定的靈敏度，可以采用。

(7) 在前面所述的幾種方法均不能確定故障支路時(shí)，可采用拉路法進(jìn)行接地支路的選擇。首先，依照相關(guān)異常信息，大致確定可能存在接地的間隔設(shè)備及其相應(yīng)的回路，再申請(qǐng)拉路，以防止漫無目的盲目拉路。其次，拉路應(yīng)按照順序，應(yīng)有主次之分，可按信號(hào)回路、照明回路、操作回路、保護(hù)回路的順序拉路，回路拉路停電時(shí)間應(yīng)小于3s。再次，拉重要支路時(shí)，如保護(hù)回路，要注意做好相應(yīng)的安全技術(shù)措施，防止事故發(fā)生。

(8) 正確把握設(shè)備驗(yàn)收關(guān)，嚴(yán)格按照相關(guān)驗(yàn)收細(xì)則及技術(shù)要求測(cè)量回路絕緣電阻，認(rèn)真做好裝置調(diào)試試驗(yàn)，爭(zhēng)取做到在設(shè)備投運(yùn)前將1.2與1.4節(jié)所提到的相關(guān)直流接地故障隱患消除。

4 結(jié)束語

直流系統(tǒng)是變電站的重要二次系統(tǒng)，直流系統(tǒng)接地故障是經(jīng)常發(fā)生的故障。當(dāng)前，無論是采用絕緣監(jiān)測(cè)選線裝置還是儀器儀表，都不可能做到在各類接地情況下100%明確接地支路或故障點(diǎn)。直流接地點(diǎn)的查找依靠經(jīng)驗(yàn)的成分很大，工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)于處理直流接地故障的作用至關(guān)重要。積累直流接地事故處理方面的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)是必要的。專業(yè)人員在每次處理這類故障時(shí)應(yīng)多留意各類監(jiān)視設(shè)備指示出的異常信息，分析其成因，對(duì)類似故障現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)對(duì)比，從而不斷積累經(jīng)驗(yàn)，逐步提高處理直流系統(tǒng)接地故障的能力。

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2009-1 2-2 9)