关于直流系统接地的故障查找

胡迎春

引言：直流系统是二次系统的重要核心组成，直流系统的运行对整个电力系统的安全和稳定起着关键作用。目前二次系统中直流系统主要包括充电设备，蓄电设备及其附属设备，功能是为了二次系统内的安全装置和控制装置提供负载输入。直流系统的故障会导致系统用电保护设备停止工作，让用电设备处于危险运行的状态。直流系统故障中接地故障十分常见，及时处理接地故障对于系统安全运行是十分重要的。

一、直流系统的简要介绍

直流系统多应用与发电厂，变电站和直流电用户，主要功能是为保护装置，应急电源设备和系统控制装置提供直流电源。直流系统可以看作是一个单独的电源设备，电机和系统输入电源不会对运行状态产生影响，蓄电池在交流电输入时还能够向外实现直流电源输出。

直流系统主要有以下几个模块组成：

1.整流模块。直流系统中的整流模块负责把交流电源输入正流程直流电源，主要参数是通过的电流大小，使用要根据标量电流大小设计。该模块的自我保护能力较强，对于输入电压和输出电压有很好的短路保护作用。

2.监控模块。直流系统各个单元的运行和蓄电池的长期管理都需要监控模块。监控模块可以智能获得直流系统的多项运行参数，并且能够对其他各个模块实现检测，通过运行数据实现整个直流系统的工作控制。由于监控模块智能化，自动检测和监控能够保证直流系统工作可靠性和安全性。

3.蓄电池巡检模块。该模块能够对蓄电池的电压进行循环检测。实时监测每个蓄电池单元的电压等数据，电压在超过正常工作范围是能够提供准确的提示。

4.降压模块。降压模块是直流系统中的稳压装置，电源输入端先通过该模块，调节电压到使用标准范围，再向用电负载提供电源输出。

二、直流系统接地的简要介绍

1.直流系统接地。直流电源提供的直流电是存在正负极的，与交流电的使用形式不同，所以在接地保护过程中也有不同。普通交流电源用电设备的接地，是将设备外壳与地面连接，在连接介质阻抗很低的情况下，能够实现良好的接地保护。直流系统的使用也需要适当的接地保护，但不是传统的将用电器与地面连接，而是通过中性点的设置进行拟接地保护。所谓的接地故障也就是指中性点与地面之间的电阻水平降低到标定值以下，直流系统的接地故障一般是由绝缘失效引起的。电路设备和组成部件的老化程度，在雨天或空气湿度过大时会发生绝缘失效，从而引起接地故障，但空气湿度回复正常水平后，绝缘效果回复，接地故障也会消失。还有就是因为施工问题，线路中的连接松动，回路电缆与设备金属外壳接触，也会出现接地故障。

2.接地故障的原因。人为因素比如施工人员在回路带电时，电缆的带电线路与屏蔽层接触与地面接触，这样的问题比较容易发现，如果是电缆带电线路受损后通过环境条件发生接地故障。自然因素一般是因为电缆质量和设备老化，气候影响电路绝缘性能，都会发生直流接地。变压器老化后产生漏水，绝缘失效后引发的直流系统接地也是时有出现。同样的设备端子绝缘失效，线圈烧断绝缘失效等自然因素，都会直接导致直流接地。

3.直流系统接地的影响。直流系统在发生接地故障时，会发生保护性平凡跳闸，不能稳定的供电。在系统一点链接式的危害较小，电缆中会出现电容分步现象，电容正负极电量积累过多击穿绝缘层产生放电，会对电缆内的电流产生干扰，但系统能够正常运作。如果电缆电流干扰过强，保护模块会错误的对电路启动保护措施，所以说这个电容积累将会大大增加保护模块错误断电的几率。

另外，直流电源的正负极中，负极端一般与跳闸保护线圈装置连接，直流系统接地故障时，电源正极发生接地，在于地面形成的闭合回路中短路装置会被错误触发，跳闸线圈装置就会执行跳闸动作。电源负极接地时，跳闸保护线圈不能正常工作，需要跳闸保护时动作失效，而该跳闸动作会到其他短路保护器中产生动作，很容易造成用电设备的损坏，严重时会发生系统大面积断电，直流系统停止工作。

三、直流系统接地故障的查找方法

1.计算机绝缘查找法。目前实际应用中的直流系统，都有计算机绝缘检查模块，该模块能够对直流系统的工作状态实行实时动态监控，通过特定的线路模块，可以直接检测直流系统正负极之间的绝缘信息，各个对外供电的节点绝缘信息也能够实时更新。一般使用互感线圈，直流电在通过互感线圈时产生方向相反，电量相同的感生电流，直流电流和感生电流在线圈中产生的电生磁场在空间中得到抵消，在这样的结构中加入信号发生器，能够向电流输入方向传送小幅度交变电流作为信号，能够反映出直流系统中正负极绝缘节点的电阻情况，通过电容分布情况，去其交变向量和，电阻分量在传送到计算机检测模块中进行计算，铜鼓电路信号可以得到实时的绝缘数据。直流系统中的绝缘监控装置，能够在不影响整个工作环境的情况下进行采样与计算，但因为其用到互感线圈，所以要注意平衡电阻等相关数据的合理性。

2.回路检测法。短时间依次断开直流电源与各负载之间的直流电路，如果在断开某一路直流电路时接地故障消除，也就是说接地故障发生在该条直流电路或该电路连接的负载设备上，循环使用该方法可以进一步找到发生故障的详细位置以及详细负载。该方法因为要短时间切断部分电路，无法满足某些设备直流电源稳定供电的需求。在针对这样的重要负载设备时，要做好电路调整工作，将待检测负载设备临时接入备用电源，需要做好备用电源的准备工作。该方法是在直流系统绝缘检测模块失效时使用，也可以结合线选模块共同使用。

3.直流仪查找法。直流仪的使用原理与绝缘检测模块的工作方式类似，通过仪器对正负极电压进行采样，判断电阻值是否正常。直流仪能够通过对正负极的输出信息进行判断，不需要像绝缘检测模块在系统中传输信号。正极接地时会在正极与地面回路中产生弱电信号，同理在负极接地时会在负极与地面回路中产生弱电信号。针对单点接地故障的查找，只需要对预测节点两端的正负极电压进行采样，通过电压波形变化来判断该节点是否有接地故障。多于系统多点接地故障的查找，则按照电阻大小排出，电阻值小的部分出现波形大幅度变化，则排出接地较强。如果接地电阻的波形相差不大，则两点应当同时处理。

总而言之，随着电力配套设备技术的发展，智能化的直流系统被越来越多的使用着，集中化的管理模式对于接地故障查找有了更高的要求，在工作中要注意系统运行状态的监控，多检查勤维护，做好基础方法工作，从而保护整个用电网络的安全平稳运行。

参考文献

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