变电站常见直流系统接地故障分析

李毅 王涛 王甜

摘 要：直流系统在变电站中为二次设备等提供电源，是电力系统安全运行的重要部分。作为不接地系统，发生单极接地故障时，虽不会立即危害变电站运行，但必须立即查找处理，以免再发生接地时引起误动或拒动事故。本文依据多年经验对直流接地故障归类分析，并提出减少故障发生的思考，以帮助提高变电站直流系统运行可靠性。

关键词：直流系统 接地故障 二次回路

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0021-02

由于直流蓄電池能储存电能的特性，目前变电站内几乎全部采用直流作为站内二次设备电源以及断路器操作电源，以应对近区短路以及全站停电带来的交流失电。作为变电站安全运行的重要保证，直流电源采用了不接地运行方式，正负极均对地绝缘，任一极对地绝缘降低即发生单极接地时，不会立即引起空气开关跳闸而造成电源消失，从而提高了直流电源的运行可靠性。

虽然直流单极接地不会立即造成危害，但如果再有另一点发生接地，则很有可能造成变电站开关误跳闸或保护拒动，引起电网事故，所以直流系统接地仍是一种故障，当发生直流接地时，需立即查找并排除。本文依据笔者多年现场检修经验，对直流接地故障分类分析，挖掘其背后原因，提出减少直流接地的措施，以帮助提高变电站直流系统运行可靠性。

1 几起常见直流系统接地故障的分析

雨水渗入机构箱造成直流接地。某变电站大雨过后突报直流接地，检修人员现场使用便携式接地查找仪注入小电源信号，利用专用钳形表依次确定为直流屏上某间隔测控电源—该间隔测控屏上信号电源—该间隔测控屏上至端子箱的信号公共端—该间隔端子箱内至某刀闸机构箱的信号公共端，打开刀闸机构箱，发现箱内有水珠，信号公共端接线端子上已生出绿色铜锈。检修人员将机构箱内水珠和铜锈处理后，同步处理了该机构箱密封性，直流接地消失。

电源插件故障造成直流接地。某变电站半夜突发直流接地，检修人员现场检查依次为直流屏上10kV保护装置电源—某10kV开关柜内装置电源，排除其余信号压板等回路后，最终确定为保护装置电源插件。检修人员更换插件后，直流接地消失。对该故障电源插件使用绝缘摇表测量，发现其进线回路对外壳地之间绝缘接近为零，初步判断为插件内元器件老化。

拆除带电的二次电缆造成直流接地。某变电站下班时间突发直流接地，检修人员现场检查后依次确定为直流屏上主变中压侧开关控制电源—该间隔保护屏上至GIS设备控制电源—GIS汇控柜内主变侧接地刀闸控制回路—主变高压侧端子箱内至主变高压侧接地刀闸回路，找到该主变高压侧地刀，发现机构箱已拆除，相关二次电缆剪掉，其线芯未采取任何绝缘措施直接裸露，现场将端子箱内该回路二次接线拆除并做好绝缘措施后，直流接地消失。该回路为主变高压侧地刀闭锁中压侧地刀的电气闭锁回路，即必须先推上主变高压侧地刀方可合上中压侧地刀，现场进行主变高压侧地刀大修工作，施工人员直接剪掉电缆，造成直流接地。

2 常见直流接地故障按类型分类

2.1 单点直接接地

直流系统内只有一点接地，并且接地电阻较小，一般小于1kΩ，属最常见也最易查找和处理的直流接地故障，多发于单个机构箱或二次接线盒由于密封不严而引发的漏水、带电的二次线芯未采取绝缘化处理等。

2.2 单点绝缘降低

直流系统内只有一点接地，但接地阻抗较大，一般大于一千欧，由于接地阻抗较大故接地不明显，若采用接地查找仪注入小信号的方法则信号较弱，较难查找，若采用拉路法逐个回路排查则较为麻烦，可能对保护造成影响。多发于漏水引起或电源插件等元器件绝缘降低。

2.3 多点绝缘降低

直流系统多点接地，且接地阻抗较大，甚至仅为对地电容，不管是接地查找仪还是拉路法均难以全部查出，多发于室外多个设备湿度较大或老站二次电缆对地绝缘降低，不存在单个设备的偶然性，而有多个类似设备的家族性倾向。

2.4 寄生回路直流接地

虽是一点接地，但由于多路电源同时供给接地点电源，故用拉路法很难发现，若采用接地查找仪也会发现多个回路同时接地，增大了查找难度。

3 常见直流接地故障按位置分类

断路器、隔离开关机构箱。室外设备的机构箱由于密封不严、未采用驱湿设施、箱门未关严等问题造成箱内进水，引起直流接地。变压器上二次接线盒。多由于密封不严、二次电缆的蛇簧管倒灌进水等造成接线盒内进水而引起直流接地，严重时甚至引起非电量保护误动。继电保护或自动装置电源插件。电源插件上元器件老化而导致对地绝缘降低。继电器等二次元器件。操作箱内继电器、断路器打压继电器等由于元器件老化或长期处于湿度较高的环境而造成对地绝缘降低。二次电缆。多见于二次电缆由于施工原因被拉伤擦伤，或者在套钢管时刮伤，未能及时发现而造成绝缘逐步降低，最终引起直流接地。屏柜或机构箱内二次接线。多见于二次线芯因施工原因被拉伤擦伤，以及一根二次线一头接有直流电而另一头作为备用芯而未接入端子排也未采取绝缘措施。

4 常见直流接地故障按原因分类

设备原因。多见于元器件绝缘老化，以及机构箱因设计或制造原因密封不严造成进水，而引发的直流接地。

人为原因有：（1）施工质量问题。施工过程造成的二次电缆或二次线的损伤未及时发现并处理，施工过程中无用的二次线未按照变电《安规》要求做好隔离措施，施工过程中未对机构箱、二次接线盒做好防雨措施等。（2）施工安全问题。现场施工人员野蛮施工，未采取断电和做好绝缘措施而直接剪断二次电缆。（3）责任意识问题。多见于运行或检修人员操作或检修后未关严机构箱门，雨后机构箱进水而引起直流接地。

5 减少直流接地的几点思考

增强机构箱及二次接线盒的密封性。对接线盒采取增加防雨罩等措施，施工中二次电缆的蛇簧管不得高于接线盒，机构箱外连接处密封胶，端子箱机构箱内采取驱潮措施，均可以降低这些室外设备因进水导致直流接地的概率。

（1）老旧插件及时更换。按照国网公司《十八项反措》要求，运行6年以上的电源插件宜进行更换，有计划地将老旧插件以及其他继电器等元器件更换，将减少这些设备出故障的概率。

（2）加强施工质量意识。释放二次电缆以及二次接线的过程中，应注意保护电缆和二次线，不得硬拉，接线完成后应严格按要求进行绝缘测试和耐压试验，发现问题及时处理。

（3）加强施工中安全意识。应严格要求施工人员不得随意剪断二次电缆，现场工作负责人应加强对二次电缆重要性的理解，提高安全意识。

（4）加强运行检修人员的责任意识。应严格要求现场人员关牢设备的门，并应至少由另外一人进行检查，以确定不发生未关严的现象。

6 结语

变电站直流系统接地属重大隐患，如发生则必须在最短的时间内处理，不然则可能引起事故。长期运行经验表明，对已发生的故障进行持续性总结，细究每一起故障背后的原因，提出针对性的措施并实施，必然能减少直流接地故障的发生，从而提高变电运行的安全水平。

参考文献

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