直流系統(tǒng)接地故障的分析與處理

王 揆

(四川省紫坪鋪開發(fā)有限責(zé)任公司，四川成都 610091)

直流接地是發(fā)電廠直流系統(tǒng)最為常見的故障之一，危害很大。如何做到快速判斷故障、處理故障是筆者在文中將要闡述的。

1 直流系統(tǒng)接地故障的分析

發(fā)電廠直流系統(tǒng)分布范圍廣、輸送電纜多且距離較長(zhǎng)，故其受環(huán)境等外部因素的影響較大。比如，大氣中灰塵的沉積、潮氣的腐蝕、機(jī)械損傷等都可能造成器件絕緣降低，出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地。直流接地的原因主要有以下幾個(gè)方面:

(1)直流回路中連接端頭脫落，與設(shè)備外殼、屏柜構(gòu)架接觸造成接地。

(2)器件質(zhì)量不合格，設(shè)備年久失修、日曬雨淋、環(huán)境潮濕造成絕緣層嚴(yán)重老化。

(3)電纜存在某些損傷缺陷，如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

(4)二次回路維護(hù)不力，接線端子等連接部件脫落，造成直流對(duì)地絕緣嚴(yán)重下降。

(5)小動(dòng)物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障。

(6)螺絲、墊圈等小零件掉落在帶電回路上造成的質(zhì)量接地。

2 直流系統(tǒng)接地故障的危害

直流系統(tǒng)接地故障中，危害較大的是兩點(diǎn)接地，可能造成嚴(yán)重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點(diǎn)接地故障可能構(gòu)成接地短路，進(jìn)而造成繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，或造成直流保險(xiǎn)熔斷，使保護(hù)及自動(dòng)裝置、控制回路失去電源。在復(fù)雜的保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地，還可能將某些繼電器短接，不能動(dòng)作于跳閘，致使越級(jí)跳閘。

(1)直流正極接地，有使保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)的可能。因?yàn)橐话闾祥l線圈、繼電器線圈正常與負(fù)極電源接通，若這些回路再發(fā)生接地，就有可能引起誤動(dòng)作。

(2)直流負(fù)極接地，有使保護(hù)自動(dòng)裝置拒絕動(dòng)作的可能。因?yàn)樘?、合閘線圈，保護(hù)繼電器會(huì)在這些回路再有一點(diǎn)接地時(shí)，線圈被接地點(diǎn)短接而不能動(dòng)作。同時(shí)，直流回路短路電流會(huì)使電源保險(xiǎn)熔斷，并且可能燒壞繼電器接點(diǎn)，保險(xiǎn)熔斷會(huì)失去保護(hù)及操作電源。如圖1所示:直流接地故障發(fā)生在 C、D兩點(diǎn)時(shí)，1TXJaI線圈被短接，保護(hù)動(dòng)作時(shí)1TXJaI不能動(dòng)作，開關(guān)將不能跳閘。同理:兩點(diǎn)接地開關(guān)也可能合不上。

直流系統(tǒng)接地故障不僅對(duì)設(shè)備不利，而且對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全構(gòu)成威脅。因此，規(guī)程上規(guī)定直流接地達(dá)到下述情況時(shí)，應(yīng)停止直流網(wǎng)絡(luò)上的一切工作并進(jìn)行選擇，查找接地點(diǎn)，防止造成兩點(diǎn)接地。

(1)直流電源為220 V者，接地在50 V以上。

(2)直流電源為24 V者，接地在6 V以上。

3 直流系統(tǒng)接地故障的處理

查找直流系統(tǒng)接地故障的一般順序和方法:

(1)分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。

(2)如接地二次回路上有工作或有設(shè)備檢修試驗(yàn)，應(yīng)立即停止。拉開其工作電源，通過查看故障信號(hào)是否消除來判斷故障點(diǎn)。

(3)用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個(gè)不相聯(lián)系的部分。注意:不能使保護(hù)失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶。

圖1 斷路器保護(hù)原理圖

(4)對(duì)于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的分路，利用“瞬時(shí)停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障。

(5)對(duì)于重要的直流負(fù)荷，用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法查找該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，應(yīng)隨時(shí)與操作人員保持聯(lián)系，并由二人及以上配合進(jìn)行，其中一人操作，一人監(jiān)護(hù)并監(jiān)視表計(jì)指示及信號(hào)的變化。利用瞬時(shí)停電的方法選擇直流接地時(shí)，應(yīng)按照下列順序進(jìn)行:

①斷開現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工作電源;

②斷合事故照明回路;

③斷合同信電源;

④斷合附屬設(shè)備;

⑤斷合充電回路;

⑥斷合合閘回路;

⑦斷合信號(hào)回路;

⑧斷合操作回路;

⑨斷合蓄電池回路。

若在進(jìn)行上述各項(xiàng)檢查選擇后仍未查出故障點(diǎn)，則應(yīng)考慮同極性兩點(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應(yīng)先解環(huán)，再進(jìn)一步采用取保險(xiǎn)及拆端子的辦法，直至找到故障點(diǎn)并消除。

4 查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)瞬停直流電源時(shí)，應(yīng)由操作人員進(jìn)行，時(shí)間不應(yīng)超過3 s，動(dòng)作應(yīng)迅速，防止失去保護(hù)電源及帶有重合閘電源的時(shí)間過長(zhǎng)。

(2)為防止誤判斷，觀察接地現(xiàn)象是否消失時(shí)，應(yīng)從信號(hào)、光字牌和絕緣監(jiān)察表計(jì)指示情況綜合判斷。

(3)盡量避免在高峰負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。

(4)防止人為造成短路或另一點(diǎn)接地，導(dǎo)致誤跳閘。

(5)應(yīng)使用與現(xiàn)地相符的圖紙查找，防止拆錯(cuò)端子線頭，防止恢復(fù)接線時(shí)遺留或接錯(cuò);所拆線頭應(yīng)做好記錄和標(biāo)記。

(6)使用儀表檢查時(shí)，表計(jì)內(nèi)阻應(yīng)不低于2 000 Ω/V。

(7)查找故障時(shí)，必須二人及以上進(jìn)行，防止人身觸電，做好安全監(jiān)護(hù)。

(8)防止保護(hù)誤動(dòng)作，必要時(shí)在切斷操作電源前，解除可能誤動(dòng)的保護(hù)，操作電源正常后再投入保護(hù)。

5 結(jié)語

對(duì)接地支路的檢測(cè)準(zhǔn)確有利于現(xiàn)場(chǎng)值班員、檢修人員快速準(zhǔn)確地處理直流接地故障，可對(duì)確保電網(wǎng)運(yùn)行安全起到重要的作用。

［1］ 劉 建.直流系統(tǒng)接地故障與診斷技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.