變電所直流系統(tǒng)接地故障分析與查找

【摘 要】變電所直流系統(tǒng)是獨立的重要操作電源，主要用于開關(guān)的控制、繼電保護、自動裝置、信號裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、事故照明等，對供電的可靠性要求很高。盡管直流電源十分穩(wěn)定可靠，但實際應(yīng)用中，由于電力系統(tǒng)應(yīng)用直流電源的特殊性，特別是控制回路和保護回路的應(yīng)用，使直流供電系統(tǒng)的故障成為變電站穩(wěn)定運行的隱患，這就是我們常說的直流系統(tǒng)接地故障危害。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng)接地；接地原因；故障分析；故障查找

1.直流系統(tǒng)接地的類型

變電所直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設(shè)備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。其接地情況歸納起來有以下幾種:按接地極性分為正接地和負(fù)接地;按接地種類可分為直接接地，亦稱金屬接地或全接地和間接接地，亦稱非金屬接地或半接地;按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環(huán)路接地和絕緣降低或稱片接地。

2.直流系統(tǒng)接地原因

變電所直流系統(tǒng)分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。分析直流接地的原因有如下幾個方面。

2.1二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低或年久失修、嚴(yán)重老化?；虼嬖谀承p傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

2.2二次回路及設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮、接地盒進水使直流對地絕緣嚴(yán)重下降。

2.3小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障如老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路，某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件掉落在帶電回路上。

3.直流系統(tǒng)接地的危害

在直流系統(tǒng)中，發(fā)生一極接地并不引起任何危害，但是一極接地長期工作是不允許的，因為當(dāng)同一極的另一地點再發(fā)生接地時，可能使信號裝置、繼電保護和控制裝置誤動作或拒動作，或者發(fā)生另外一極接地時，將造成直流系統(tǒng)短路，造成嚴(yán)重后果。因此不允許直流系統(tǒng)長期帶一點接地運行。接地根據(jù)不同的地點，在另一極發(fā)生不同地點的接地構(gòu)成通路后起作用。常見的損壞有保護誤動、拒動，短路造成原件損壞及直流供電消失等，應(yīng)根據(jù)原件的質(zhì)量和入接地點具體分析其概率。

直流系統(tǒng)發(fā)生正極接地有造成保護誤動作的可能。因為電磁操作機構(gòu)的跳閘線圈通常都接于負(fù)極電源，倘若這些回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流系統(tǒng)負(fù)極接地時，如果回路中再有一點發(fā)生接地，就可能使跳閘或合閘回路短路，造成保護或斷路器拒動，或燒毀繼電器，或使熔斷器熔斷等。

4.直流系統(tǒng)接地查找

在現(xiàn)場查找直流接地是一個較為復(fù)雜的問題，主要有以下幾種查找方法：

4.1拉回路法

這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應(yīng)小于三秒。一般先從信號回路，照明回路，再操作回路，保護回路等等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復(fù)雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路已沒有一個嚴(yán)格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應(yīng)用，微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電，所以這種辦法已基本不用了。

4.2直流接地選線裝置監(jiān)測法

這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測點安裝數(shù)量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝，對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。如果能有一種在監(jiān)測點上不受限制，檢測精度較高，選線準(zhǔn)確的直流接地選線裝置，應(yīng)是一種較好的選擇。

4.3便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

該裝置是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。該裝置的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障。完全可以避免再用\"拉回路\"的方法，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多，但真正好用的產(chǎn)品很少，絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。

4.4逐段停電法

這是一種對故障回路可采用逐段停電法，逐一斷開各聯(lián)絡(luò)開關(guān)，查找出接地段，在該段再拉切各直流保險，確定接地屏，在該查找出接地點。對允許短時停電的負(fù)荷，采取依次停電的方法判斷接地點，對存在環(huán)路的負(fù)荷，應(yīng)同時斷開兩路電源。對不允許短時停電的負(fù)荷，有雙路電源供電，確認(rèn)另一段直流母線絕緣良好無接地情況，可將直流母線并列，合入另一路電源，先合環(huán)供電，再將原供電開關(guān)拉開，檢查接地信號是否轉(zhuǎn)移。對故障回路可采用逐段停電法，逐一斷開各聯(lián)絡(luò)開關(guān)，查找出接地段，在該段再拉切各直流保險，確定接地屏，在該屏查找出接地點。

5.查找接地故障時的注意事項

5.1在直流接地查找拉路法時，要注意拉路順序為：先廠外，后廠內(nèi)；先次要，后主要；先信號，后控制；操作有關(guān)熱工和調(diào)度電源時，應(yīng)先征求有關(guān)人員同意后再操作；不論該支路有無接地情況，拉開后，應(yīng)馬上投運。

5.2查找直流接地至少有2—3人進行，一人操作、一人監(jiān)護、一人監(jiān)視直流接地信號。

5.3查找直流接地要防止造成直流二點接地和直流短路。

5.4取直流熔絲時，應(yīng)先取正極、后取負(fù)極，放上時順序相反，防止寄生回路。

5.5拉路查找時，回路切斷時間不得超過3秒鐘，不管回路接地與否，均應(yīng)迅速合上。

5.6環(huán)形回路應(yīng)解開后再拉路。

5.7使用儀表查找，必須使用高內(nèi)阻直流電壓表（2000Ω/V），嚴(yán)禁使用燈泡法。

5.8使用高頻開關(guān)直流電源，在拉路試驗時，由于拉路時間短，絕緣監(jiān)察裝置反應(yīng)比較慢，不能及時反應(yīng)拉路瞬間的直流系統(tǒng)對地絕緣情況，因此需要一人在直流母線與大地之間用直流電壓表人工搭接，以監(jiān)視拉路中直流接地情況。查到直流接地后，應(yīng)立即消除處理，無法消除則匯報調(diào)度，由修試專業(yè)人員進行處理，值班員只查到最后一級熔絲（空氣開關(guān)）為止，值班員一般不允許拆端子、解回路，只能作表面檢查處理，在拉路試驗中，屬哪一級調(diào)度的設(shè)備，應(yīng)向該級調(diào)度匯報和許可，嚴(yán)禁不經(jīng)調(diào)度許可進行拉路查找。

參考文獻

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