變電站直流系統(tǒng)接地故障查找

褚海林

（新疆全鑫建設有限公司 烏魯木齊 830013）

1 概述

變電站直流系統(tǒng)以蓄電池組與浮充裝置并聯(lián)給直流負荷的運行系統(tǒng)，主要向全站保護、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)源源不斷的輸送電能，確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。

直流系統(tǒng)接地故障是常見故障，嚴重威脅電站的安全運行。正常時，正、負極對地絕緣電阻相等，正、負極對地電壓平衡。發(fā)生一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高。存在一點接地的直流系統(tǒng)，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關誤動、拒動，所以直流一點接地時，設備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。

2 人工查找接地點的方法及風險

由于直流回路布線復雜，常常因現場灰塵、潮濕、絕緣老化、元件損壞、不規(guī)范施工等因素引起直流接地。發(fā)生點1接地后，因不形成回路，保護裝置不會無動，但當發(fā)生點2接地時，裝置就有可能無動。

在沒有接地探測設備前，只有采用傳統(tǒng)的拉刀閘、取保險、斷端子，搖絕緣等方法來查找。如以某回線保護屏經過電阻接地為例，其回路走向如圖1所示。為縮小接地范圍，在直流屏上逐一段合支路負荷開關，當斷開Q2開關時，接地消除，說明接地在該支路上，合上Q2繼續(xù)往下很找。當取下F1負極保險時，接地消除，接地在W102回路上，由于端子上3條線，必須借調其中的一條回線，看接地是都消除，或用兆歐表搖絕緣，以確定是那一根線接地。

這種人工查找法具有很大的風險，如遇雷擊線路，正好斷電，保護拒動，將會擴大事故；另外，在單獨取某極保險或解端子時，都有可能存在寄生回路造成的裝置錯誤動作。

3 直流接地查找步驟

直流系統(tǒng)中的空氣開關或熔斷器是分層分級配置的，一般由總路空開、分路空開串聯(lián)而成，兩級空氣開關將直流回路分成了三段。兩級空氣開關分別是直流屏總路空氣開關和各設備分路空氣開關，三段回路分別是直流母線及其引出線回路、總路空開饋出的電纜和橋接母線回路、分路空開饋出的保護、控制、監(jiān)視、儲能回路。其中，第三段回路數量最多、接線最復雜、接地幾率最高，幾乎所有的直流接地都出現在這一段。要想盡快找到接地點所屬空開，接地的確切位置和確切原因，就必須對三段回路的構成、作用和現場具體位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉現場直流系統(tǒng)接線。

3.1 定位到總路空氣開關

目前直流屏上都安裝有微機直流絕緣檢測儀，發(fā)生直流接地時，絕緣檢測儀會報警，如果絕緣檢測儀沒有選線功能，在此這種情況下，對總路空氣開關進行拉路尋找；如果拉開某路空氣開關后，接地極母線對地電壓立刻升高到110V左右，則接地點就位于該空開控制的下級回路之中。

3.2 定位到分路空氣開關

用內阻不低于2000Ω/V萬用表或電壓表在直流屏監(jiān)視接地極母線對地電壓，然后退出絕緣檢測儀。根據現場標示和相關圖紙，找出總路空開下級串接的所有空氣開關，按照先信號后控制、先室外后室內的原則排出拉路順序。對于信號回路，如測控裝置電源空開、遙信電源空開、通訊電源空開，其不影響故障跳閘，只涉及監(jiān)控、指揮信號，可最先拉。如果接地點就在這些空開控制的回路，就免除了對重要回路的短時停電。對于保護控制回路空開，直接影響到系統(tǒng)安全，拉路時間越短越好，需控制在3秒以內，拉路順序可按其對應一次設備實時潮流大小來排序，先拉負荷輕的空開，再拉負荷重的空開。如果拉開某路空氣開關后，接地極母線對地電壓立刻升高到110V左右，則接地點就位于該空開控制的下級回路之中。

3.3 找出接地的確切位置和確切原因

定位到分路空開后，應斷開該回路空開，這樣其余直流回路就恢復到正常狀態(tài)，再拆除監(jiān)視直流母線對地電壓的萬用表或電壓表，投入絕緣檢測儀。由于空開已斷開，下級回路不帶電，用萬用表監(jiān)視回路對地電壓的方法發(fā)揮不了作用，所以對下級回路接地點使用搖表來查找。

（1）按室內室外分段查找?，F場統(tǒng)計資料顯示，運行中變電站出現的直流接地點絕大部份在室外，所以分段查找時，重點還是查室外部分?？梢韵葘⒈净芈飞婕暗亩卧O備接線盒一一打開，仔細檢查，看盒子內有無積水、有無潮氣、有無電纜頭破損進水、有無芯線絕緣皮裂口、有無動物巢穴、有無接線脫落、有無備用芯搭鐵等等，或許就會發(fā)現接地點。本回路中，已沒有空氣開關可拉，接地點的進一步分區(qū)和判斷只有靠解開電纜芯線，此時需要注意的是，解線前應將端子排號、端子兩側接線編號詳細記錄在安全措施票上，防止恢復接線時出錯。依次解開控制室到場地直流電纜芯線，每解開一根電纜，就用搖表在端子排測量接地極對地絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點在本電纜和電纜對側回路之中。若解開所有電纜后絕緣仍沒有變化，說明接地點位于保護屏內部。

（2）室外接地點查找。接地點位于場地電纜和電纜對側回路中時，解開端子箱到開關機構箱直流電纜所有電纜芯，用搖表在端子排測量接地極絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點在本電纜和開關機構二次回路中。若絕緣沒有變化，說明接地點位于端子箱引出電纜和電纜對側回路中。按上述方法解開電纜芯對回路進一步分段，搖測絕緣，接地點就限定在開關機構箱、刀閘操作箱、或控制電纜中，用搖表對箱內直流回路的每一根接線搖測絕緣，接地點就限定在幾根二次線中，再仔細觀察，反復觸摸，就可發(fā)現接地點。

（3）室內接地點查找。接地點位于保護屏內時，依次拔出裝置插件，測量端子排接地極對地絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點就在對應插件中。若絕緣沒有變化，說明接地點位于保護屏端子排、端子排引出屏間直流電纜和屏內布線中，用搖表對屏內直流回路的每顆接線端子搖測絕緣，找出接地的那幾顆端子，對端子金屬部分、連接線部分仔細觀察，反復觸摸，找出接地點。

4 接地查找注意事項

防止不正確的查找方法造成的直流系統(tǒng)兩點接地。如使用燈泡查找法，使用內阻低于2000Ω/V的萬用表和電壓表。某些保護如整流型距離保護、晶體管保護在直流拉合時可能會誤出口，所以在拉合前應申請退出保護出口壓板。目前絕緣監(jiān)測裝置大都采用帶接地選線功能的微機監(jiān)測儀，這類監(jiān)測儀都有一個共同的特點，反應相對遲鈍：在發(fā)生直流接地時，要延遲幾秒甚至十幾秒才能報“直流接地”信號；而在直流接地消失時，也要延遲幾秒甚至十幾秒其信號才復歸。在拉路尋找時，切斷各支路直流的時間只有幾秒鐘，絕緣監(jiān)測儀信號來不及復歸，致使靠絕緣檢測儀判斷接地消失的方法找不出接地點。為此，在拉路尋找前，應先使用內阻不低于2000Ω/V萬用表或電壓表在直流屏監(jiān)視接地極母線對地電壓，然后退出絕緣檢測儀（絕緣檢測儀會使直流母線對地電壓發(fā)生較大波動，影響判斷），靠萬用表或電壓表電壓值的變化來反映直流接地是否消失。