直流系统接地故障分析与处理

宋华文

（甘肃电投河西水电开发有限责任公司 甘肃 张掖 734000）

直流系统接地故障分析与处理

宋华文

（甘肃电投河西水电开发有限责任公司 甘肃 张掖 734000）

随着电力系统和工业自动化控制的迅速发展，直流操作系统在电力系统发电厂、变电站等大型工矿企业中被广泛应用，是运行控制系统的重要组成部分。然而，电缆或设备的绝缘老化会导致直流系统的接地故障。在运行过程中由于各种原因，可能造成对主要设备损坏、继电保护和自动装置故障、拒动、烧坏继电器触点等重大问题。基于此，本文就直流系统接地故障分析与处理进行详细探究，以期为有关方面的研究提供参考借鉴。

直流系统；接地故障；发电厂；电力系统

1 引言

直流系统由于对应急电源、信号设备、断路器分合闸操作、自动控制等设备，提供电流电源服务，使系统用电处于一个安全的状态下，为此，直流系统不仅仅在变电站中得到使用，在水力发电厂、火力发电厂中均得到广泛使用。但是，随着电网规模的复杂化，直流系统在运行的过程中难免会出现故障现象，无法确保电网安全，为了避免该问题，需加强直流系统日常维护力度，采取有效的接地处理方法。

2 危害

直流系统的可靠性决定了电厂系统的稳定性，作为电厂的重要组成部分，其作用是不容忽视的。在电厂的运行过程中，不可避免的会出现各种问题，间接的引起断路器出现错误的操作或直接拒绝动作。虽然这些故障是直接对回路产生不利的影响，但是回路却能决定电厂是否能正常工作，从而决定电力企业的发展。而直流接地首先是直接导致直流系统出现故障，如果发生的是一点接地，不会对系统造成大的影响，但如果是两点接地，很可能会导致严重事故。如果DC系统两点接地，造成故障，系统会出现短路、跳闸等问题，造成继电保护装置、自动装置、信号装置等故障甚至拒动。在每一个设备拒动的情况下，都会造成电流系统中的保险丝熔断，使控制回路和设备因功率损耗而无法正常运行。

正常情况下，系统中的合闸装置和继电器与电源的负极连接，如果有一点接地出现在回路中，就会造成线路短路，使这些设备误动，从而使直流负极接地。在直流负极接地的情况下，系统中的各类保护装置就会拒动。同时，回路中形成的短路电流会导致电源的保险丝被熔断，严重的甚至会使继电器的接触点遭到破坏，从而使整个电路处于完全不能工作的状态。

3 原因

在电厂运行系统中，直流系统有暴露部分多、电缆组成复杂、系统分布广等方面的特点，并受到一些内外因素（包括环境、自然和人为因素）的影响。这些因素影响直流系统，导致系统的一些性能相对薄弱的绝缘元件的性能受损，该方面已成为直流系统接地故障的主要原因。分析表明，导致直流接地故障的诱因如下：1）DC系统二次回路和两台设备所选用的绝缘材料在性能上存在一定的缺陷，不符合设计标准，绝缘性能不足，或二次回路、设备很长一段时间内投入运行，设备维护不当，大量元器件老化、引发的损伤、扭伤、烧伤等质量问题。2）直流系统运行环境差，运行条件差。在恶劣的天气条件下，如阴雨、潮湿天气下，DC系统电气设备的绝缘性能将受到严重破坏，在很大程度上增加了直流接地故障发生的可能性。例如，在电站直流系统运行维护过程中经常会发现风雨飘入户外直流系统接线盒内（由于户外二次接线箱操作不当、维护不完全密封），导致外壳形成的桩头连接形成通路，从而诱发接地故障。3）场地端子箱和机构箱内继电器、辅助开关老化。室外二次元器件长期受粉尘、潮湿、高温影响，老化加速，绝缘降低，引起直流接地的发生。4）控制回路线圈烧毁引起的短路或接地。断路器分合闸回路一般都有自保持回路，当开关机构卡涩，开关的辅助触头不能及时更换时，线圈就会被烧毁，造成直流接地。5）杂物或小型动物也是直流系统接地故障的主要原因。如蜈蚣、老鼠等小型动物很容易放电进入带电电路并诱发直流系统接地故障，或二次回路运行和维护过程中，一些金属元件落在DC电路上，而电路处于带电状态，导致与金属屏的短路连接和接地事故。6）维护工作不到位。直流系统是为电站提供电能的重要装置，其维护工作必须全面、仔细。但在实际维护工作中，维护人员并没有尽到自己的责任，在系统维护和接地维护方面都存在许多问题。

4 直流系统接地故障的处理方法

4.1处理直流接地的一般要求

1）如果故障点和一次设备的安全距离不够，应当切断设备电源。2）直流接地寻找和处理必须由两人进行，工作中应避免在DC短路或另一点接地。3）检查直流接地时，仪器不应低于2000Ω/ V。4）在对继电保护、操作电源、自动装置、信号电源等重要负荷进行测试时，必须获得相应的调度许可，退出相应的保护出口压板。在对直流电源进行测试时，要注意一次设备的运行和仪器及背景信号的变化。

4.2接地处理方法

一般情况下每一段直流母线都有相应的配置一个绝缘监查设备，配置绝缘监查设备的主要目的是为了可以掌握直流系统当中，正负母线的绝缘情况，是否处于一个正常状态下，若是存在直流接地故障，此时，设备可将故障的大致范围显示出来，但是无法将故障的具体位置显示，进行故障具体位置的定位工作，还需要联合手动拉路的方式进行检查。当接地范围大致的确定之后，就能够采用万能表进行测量，测量母线的电压状况，由此判断出直流系统的接地情况，若是正负极的电压存在不统一的现象，则可判断出哪一级为接地极，接地极为电压低的那一级，再使用拉路法即可确定出故障的具体位置。

另外，还可以使用故障定位查找仪器，排查直流接地故障也是常用的方法。利用先进的故障定位仪器，在排查故障时不需要切断直流回路电源，采集互感器可直接检测各分布回路是否有接地现象，并通过发出报警信号提示检修人员。虽然仪器定位查找法使用方便、操作简单、省时省力，但是目前市面上的直流故障定位查找产品抗干扰能力及兼容性普遍较差，出现误报的几率很高，因而这一方法只能作为辅助性手段。

随着技术的发展，直流系统接地故障处理的方法越来越多，当发生直流系统接地故障时，工作人员要保持清醒的头脑，不擅自处理，将其情况汇报给相关部门，有专业的维修人员负责维修工作，维修人员在确保自身安全的前提之下，严格按照操作要求，找出接地极点，并对接地极点的正负情况进行准确的判断。根据实际情况，若是条件允许，采用分网法，把两段接线的母线分段刀闸拉开，缩小判断的范围，提高判断的准确率，从而快速找出接地极点。并根据自己的经验，挖掘问题产生的根本原因。若是发生直流接地时，需要注意的是保护好其它设备，与多个维护人员共同开展维护工作，从安全的角度出发，不可由一个维护人员单独负责维修工作。

4.3查找直流接地时的注意要点

1）直流母线接地后，要及时做好预防措施，严格按照操作标准去做，尽可能避免短路现象，并防止二次回路接地的发生。2）查找工作人员由两名员工一起工作，以免触电，保证安全和相互监督；并且工作人员在拉路检查时，动作要及时准确，因为有一定的时限，避免断电时间过长而造成其他故障。3）为了避免错误的判断，要根据信号和绝缘监测表判断和综合分析；若采用一接地点，就不能应用万用表通过断档位进行测量。

5 结束语

直流系统是电厂重要组成部分，它能提供运行所需的电力。因此，如果DC系统接地故障，则会破坏电站的稳定性。直流接地的查找存在一定的风险和复杂性，通常需要根据具体情况进行综合使用，但不能造成失电和保护误动。此外，加强直流负载相关的设备维护维修，是减少DC系统接地的有效途径，对于值班人员来讲，当接地报警发生时能够跟踪负荷停止及设备的检修情况，可以大大提高接地的查找效率。

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1007-6344（2017）05-0147-01