分析直流母線接地的危害及成因

刁建偉（國網(wǎng)山東省電力公司禹城市供電公司，251200）

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分析直流母線接地的危害及成因

刁建偉
（國網(wǎng)山東省電力公司禹城市供電公司，251200）

摘要：在內(nèi)外部運行環(huán)境的影響下，變電站直流母線接地故障頻頻發(fā)生，給直流系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行造成了嚴重的威脅，同時對電網(wǎng)的運行也造成了十分惡劣的影響。基于此，本文對變電站直流母線接地的成因及其危害展開了一系列詳細的分析。

關(guān)鍵詞：直流母線接地；故障；成因；危害

1　直流母線接地故障

一般來講，依接地情況來看，直流母線接地故障的表現(xiàn)形式主要有四種。

第一，一點接地，在變電站實際運行中，通常有很多因素會導(dǎo)致該形式接地故障的發(fā)生，但其中最主要的一個因素就是戶外端子箱未采取良好的防潮措施，導(dǎo)致其嚴重受潮。此外，絕緣層發(fā)生破裂或線路絕緣性能老化，也會引發(fā)母線一點接地，繼而引發(fā)開關(guān)誤跳。

第二，多點接地。出現(xiàn)多點接地故障時，首先應(yīng)斷開其中的一點接地，對接地點進行科學(xué)的處理，在此基礎(chǔ)上，再處理其它接地點。通常情況下，要以一次設(shè)備載荷的重要性程度為依據(jù)。確定首先應(yīng)斷開哪條分路電源。

第三，假接地。通常情況下，直流接地信號會對系統(tǒng)中線路絕緣性能的下降起到提示作用。然而，在變電站實際運行過程中，直流接地信號不僅僅只出現(xiàn)在線路絕緣性能下降時，還會出現(xiàn)在直流母線正、負兩極通過負載相連或者直接相連的情況下。

第四，交流竄入引發(fā)的接地。在直流系統(tǒng)中如果混進交流，也易引發(fā)母線接地。此外，如果系統(tǒng)正極與交流電源相連，系統(tǒng)保護裝置可能會出現(xiàn)誤動。

2　直流母線接地成因分析

一般來講，變電站直流系統(tǒng)處于相對惡劣的運行環(huán)境中，是導(dǎo)致直流母線接地故障發(fā)生的重要原因。變電站直流母線接地系統(tǒng)具有負荷多、線路長、分布廣等特點，因而其極易受到內(nèi)外運行環(huán)境的影響，比如寄生回路、環(huán)路供電等因素對絕緣監(jiān)測裝置性能判斷的影響；灰塵、潮濕、高溫等環(huán)境因素對母線絕緣性能的影響等。從接地故障表現(xiàn)形式來看，直流母線接地成因主要體現(xiàn)在以下5個因素上。

2.1寄生回路直流

變電站定期檢修時，時常會遇到寄生回路的情況。在寄生回路作用下，變電站兩個直流系統(tǒng)之間通過設(shè)備聯(lián)系在一起，從而導(dǎo)致“假接地”現(xiàn)象的出現(xiàn)。一般來講，這類現(xiàn)象的發(fā)生具有一定的偶然性，為了避免此種故障的再次發(fā)生，只需要對寄生回路進行消除即可。通常情況下，直流母線會分為兩段，若另一段母線發(fā)生接地故障，那么對整體故障進行分析時，就會面對較多的復(fù)雜性和困難性。

2.2設(shè)備維護不善

對于電氣設(shè)備及其二次回路而言，若在安裝、運行及維護環(huán)節(jié)，發(fā)生不當(dāng)?shù)男袨椴僮鳎瑯O易導(dǎo)致電纜斷線、接頭松動的情況發(fā)生，有些時候可能還會因為人為因素對二次電纜造成誤碰，從而導(dǎo)致直接母線接地故障的發(fā)生；此外，小動物也會導(dǎo)致直流母線接地故障，如誤入線路設(shè)備、咬、抓線路外皮，破壞線路絕緣性能等；若未定期對開關(guān)柜內(nèi)端子進行清掃，會使柜內(nèi)積累較多灰塵，在環(huán)境比較潮濕的情況下，螺絲、金屬片等物體發(fā)生掉落，也會導(dǎo)致直流母線接地。

2.3環(huán)境因素

一般來講，直流二次設(shè)備會不可避免的受到霧霾、大雨、冰雹、雪等惡劣氣候的影響，具體來講，在外界氣候環(huán)境較為惡劣時，尤其對于戶外的開關(guān)機構(gòu)箱以及端子箱而言，若其設(shè)備自身出現(xiàn)破損或者不具備良好的封閉性，在這種情況下，端子排極易受潮，嚴重時會出現(xiàn)電纜溝進水等現(xiàn)象，從而大幅度降低直流系統(tǒng)的絕緣性。此外，一些二次設(shè)備并未及時更換絕緣材料，仍舊使用已經(jīng)投運很久的設(shè)備，在這種情況下，絕緣老化，與設(shè)計要求嚴重不符，從而引發(fā)直流母線接地故障。

2.4環(huán)路供電

環(huán)路供電是導(dǎo)致直流母線接地故障發(fā)生的另一類因素。一般來講，環(huán)路供電有兩種形式，一種是在直流接地系統(tǒng)的未隔離兩路進線電源，另一種是利用二極管隔離保持兩段母線的聯(lián)系，這樣一來，如果一段母線出現(xiàn)接地故障，另一段母線也極易隨之產(chǎn)生接地故障，從而形成極為復(fù)雜的故障分析局面。

2.5交流電竄入

無論是直流母線接地系統(tǒng)絕緣性下降，還是人為因素導(dǎo)致的線路誤接，都會使直流系統(tǒng)內(nèi)竄入電壓互感器二次回路電源及交流電，在交流電的影響作用下，直流母線往往會產(chǎn)生接地故障。

3　直流母線接地產(chǎn)生的危害

3.1損壞電器元件及設(shè)備

在變電站直流系統(tǒng)中，正極與負極同時出現(xiàn)接地，往往會使電源保險發(fā)生熔斷，這樣一來，系統(tǒng)控制回路以及自動保護裝置的電源就會在同一時間失去作用。若在兩點發(fā)生直流接地，那么在母線接地系統(tǒng)中就會有短接回路的形成，使得電流瞬間增大，從而導(dǎo)致電源保險發(fā)生熔斷；若發(fā)生直流接地，系統(tǒng)自身會采取一系列保護操作，不僅僅會使電源保險發(fā)生熔斷，還會損壞電器元件間的接點。

3.2保護裝置拒動

在變電站直流系統(tǒng)中，母線正、負接地會引發(fā)斷路器出現(xiàn)誤跳閘、拒跳閘行為。一般來講，負極發(fā)生接地故障時，系統(tǒng)自動保護裝置會立即啟動，在這種情況下，對于一些動作，系統(tǒng)就會發(fā)出拒絕執(zhí)行的指令。在母線負極已經(jīng)接地前提下，如果正極也接地，線路就會出現(xiàn)短接故障，這時，系統(tǒng)自身會拒絕執(zhí)行相關(guān)的系列動作。此外，線圈短接會使電流瞬間增大，在短時間內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度，使電源保險絲發(fā)生熔斷，繼而損壞用電設(shè)備。

4　總結(jié)

直流母線接地不僅會對電氣元件及設(shè)備造成不同程度的損壞，還會引起保護裝置的拒動或誤動等。因此，在變電站實際運行過程中，要加強直流母線的故障分析及排查工作，對直流系統(tǒng)對地絕緣性能進行定期的巡檢，選用具有較高精度的查找裝置，按照輕重順序、及時對各回路進行故障查找，排除直流母線接地故障隱患，從而降低直流系統(tǒng)母線接地故障的發(fā)生概率，保證系統(tǒng)自動保護裝置及繼電保護裝置運行的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻

景洪梅.分析變電站直流母線接地故障及查找方法[J].東方文化周刊.2014（11）：20-22

Analysis of the hazards and causes of DC bus grounding

Diao Jianwei
（State Grid Shandong electric power company， Yucheng power supply company， 251200）

Abstract：Under the influence of internal and external operating environment，DC bus of substation grounding fault occurred frequently，to the stable and reliable operation of the DC system caused a serious threat，and the operation of power grid also caused a very bad influence.Based on this，this paper analyzes the causes and harms of DC bus grounding in substation.

Keywords：DC bus grounding;fault;cause;harm