浅谈直流系统接地故障

陈卫勇

摘 要：直流系统是重要的电源系统，为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护装置、断路器的分、合闸，事故照明等提供可靠稳定的不间断电源。直流系统的可靠与否，对电厂的安全运行起着至关重要的作用。直流系统接地故障是直流系统中常见的故障，会造成保护误动、拒动及烧保险，导致丧失直流电源及引起保护逻辑混乱等。

关键词：直流系统 直流系统接地 故障处理 直流母线绝缘监测装置

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0056-01

直流系统是电厂中的一个重要的组成部分，直流接地是直流系统中常见的故障。在此主要分析直流系统的组成，电压等级，在运行中发生一点接地的原因，危害，查找的方法和避免直流接地措施。

1 直流系统的组成

直流系统由整流器、蓄电池和直流配电装置三部分组成。

正常运行时，蓄电池组只承担瞬态高峰负荷；当充电装置故障或交流电源故障时，蓄电池能够承担全部负载。

直流系统的电压一般分为220 V、110 V、48 V和24 V。根据用电设备的类型、额定容量

适用性等确定具体使用的额定电压，额定电压一般按以下原则确定：

—— 电动机、阀门操作机构、逆变装置等大容量负载一般选用220 V直流电压；

—— 配电装置的断路器的控制电源一般选用220 V或110 V直流电压；

—— 专用仪表控制系统和柴油机启动系统一般选用48 V和24 V直流电压。

直流母线电压允许范围一般为±10%，电压过高时，对长期带电的继电器、指示灯等容易过热或损坏。电压过低时，可能造成开关、保护的动作不可靠。

直流系统一般不许控制回路与信号回路系统混用，直流控制回路是供给开关合、跳闸二次操作电源和保护回路动作电源，而信号回路是供给全部声、光信号直流电源。

2 引起直流系统接地原因

电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等，而不可避免的发生直流系统接地。

具体可能有以下原因：

（1）室外直流负荷在多雨季节很容易受潮。电厂室外直流负荷主要为高厂变及主变非电量保护，在多雨季节发变组保护柜直流绝缘经常偏低。

（2）直流母线通过仪控等负荷连接在一起，降低了直流系统绝缘水平。

（3）直流绝缘检测装置本身对直流系统存在不良影响，直流绝缘检测装置设计不合理。

（4）误接线引起接地。

（5）设备故障引起接地。

3 直流系统接地危害，查找方法

直流系统一极绝缘电阻下降或一点接地一般对运行无特别影响，并不引起任何危害，但必须尽快查出故障点加以消除。否则，当发生另一点接地时，即发生两点接地，则根据接地点的不同会造成保护误动、拒动及烧保险，导致丧失直流电源及引起保护逻辑混乱等。

所以当直流系统发生一点接地时，应立即查找接地点并消除，以免产生两点接地造成运行事故。

直流系统发生一点接地时，一般采用拉路法和仪表查找定位法寻找故障点。

手动拉路法查找直流接地时的注意事项：

在切断各支路时，切断时间不超过3秒，不论回路接地与否均应合上；

寻找接地点禁止停用绝缘监视装置，禁止使用灯泡寻找的方法；

当直流发生接地时，禁止在二次回路上作业；

处理时不得造成直流系统短路和另一点接地；

查找和处理必须由两人以上进行；

拉路前应采取必要的措施，防止直流失电可能引起保护、自动装置误动；

拉路时必须按照“拉路顺序原则”进行操作。

4 避免直流接地故障的措施

针对直流系统接地存在的危害，应结合机组检修做好下述工作：

（1）对所有直流电缆支路进行绝缘检测，检查绝缘薄弱环节，重点利用停机机会，对机组运行期间不能停电的绝缘较低直流电缆支路进行绝缘检测和停电排查，并及时进行处理。

（2）对室外变压器就地端子箱进行必要的防潮处理，包括端子箱内部加热器、电缆封堵、箱体密闭性、防雨罩等。检查端子箱内部加热器的温控器工作性能，确保加热器能够按照温控器的设定值进行自动投切，维持端子箱内合适的湿度。端子箱电缆封堵进一步完善、加强端子箱箱体密闭性等。

（3）户外端子箱内建议增加接地铜排，就地端子箱箱体应有可靠的接地，应规范安全接地和屏蔽接地。

（4）对不合理负载分配进行论证及改造。

（5）两段独立直流母线不应该有电气联系，可以采用直流电源隔离模块，防止两段直流母线相互干扰。

（6）对重要仪控负荷可以采用直流电源优选模块，实现不间断、无扰动切换。

（7）对直流绝缘检测装置进行更新改造，以减少装置对直流系统的影响。

5 直流母线绝缘监测装置

电厂一般使用直流母线绝缘监测装置来监测绝缘。

绝缘监测装置F201的工作原理是低频叠加，装置为2.5 Hz的低频源，装置本身经电阻接地，当负荷绝缘降低的时候，低频源通过直流母线、电缆、负荷、绝缘低点及装置接地点构成低频通路，装置中流过低频电流。当绝缘低的负荷数量增加时，流过装置的低频电流也增加。装置通过测量总的低频电流，再折算为装置显示的直流母线的绝缘电阻值。

6 结语

直流系统接地现象较复杂，当发生直流系统一点接地故障时，要能够及时正确查找故障点，避免信号、保护、控制等回路发生误动作。加强对直流系统重要性的认识和运行维护，才能使安全工作落到实处。

参考文献

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[2] 李先跃.电力系统直流接地危害性分析及预防措施[J].建筑安全，2004（5）.

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