直流系统接地故障查找方法及其优缺点分析

郭海瑛

摘 要： 随着经济和科技水平的快速发展，直流系统是组成电力二次系统的极为重要部分，直接影响通信装置、远动和继保运行的安全性与稳定性。因此，直流系统运行情况引起广泛关注。但是，电网在实际运行过程中，其直流系统接地故障会引起保护装置的误动或拒动，这些行为都会直接威胁到电网安全运行，甚至产生严重后果。只有尽快查找直流系统中存在的故障并消除该故障隐患，是相关专业人员应重视的工作内容，也是提高电力系统安全性与可靠性的重要方式。目前，变电站直流系统接地故障分析已经成为直流系统研究中的热点问题。

关键词： 直流系统;接地;故障检测

【中图分类号】TM131.3     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0199-01

引言：当变电站直流系统发生接地故障时，会造成保护装置、自动装置、控制装置和信号装置等误动或拒动，不仅会对设备产生损伤，严重时还会影响到整个电路系统的稳定运行。因此运行操作人员必须不断提高自身的专业技术，将直流系统的安全运行维护作为一个首要的问题来常抓不懈，确保为电路系统的稳定运行提供可靠的基础保障。

1 变电站直流系统接地故障的含义

所谓变电站直流系统接地故障，是指变电站直流系统的正极或负极与大地间的绝缘水平低于某一规定值。变电站直流系统接地故障可以分为以下两种类型：①一点接地，即变电站直流系统内发生单一接地点。通常情况下发生一点接地不会对变电站保护装置的运行产生较大影响，但是为了避免转化为两点接地（不同位置），必须尽快对故障进行排查和处理;②多点接地，即变电站直流系统内发生两点或两点以上接地。当发生多点接地故障时，会对变电站保护装置的运行产生很大影响，可能会导致保护回路误动、正负极短路、开关拒动等现象，严重影响变电设备的安全可靠运行，因此必须立刻查找故障点并采取适当的处理对策。

2 直流系统接地故障的危害

如果出现直流正极接地的状况，保护及自动装置会非常容易误动作。因为负极连接着大部分断路器的分合闸线圈和继电器线圈，如若回路中的另一点也发生接地，很容易误触保护装置。如果出现直流负极接地的状况，保护及自动装置则会拒绝动作。因为在负极接地后，如若回路中另一点也发生接地，两接地点等于直接将断路器的分合闸线圈以及保护继电器的线圈短接，从而使保护装置无法动作。更为严重的情况是，巨大的短路电流会熔断直流电源保险丝，甚至直接烧坏各个设备的连接处，使整个直流系统陷入瘫痪。

3 查找直流系统接地故障的方法

3.1 “拉路法”来查找故障点

所谓“拉路法”，是指当变电站直流系统发生接地故障后，依次断开各直流馈线，观察接地现象是否消失，从而来确定接地故障的所在馈线。当采用“拉路法”来查找变电站直流系统接地故障点时，一般先从照明回路和信号回路开始，确定照明回路和信号回路无故障后，再对保护回路和操作回路进行查找。由于“拉路法”容易受到现场工作环境的影响，例如某些变电站没有严格区分控制回路、照明回路、信号回路和保护回路，有的变电站甚至还私自形成了一些非正常的闭环回路，因此极大地增加了故障点查找的难度。与此同时，现场操作时还需要结合运行维护人员的经验和对现场环境的熟悉程度，力求在尽量少拉路的前提下迅速地确定故障点并进行处理，因此对运行维护人员自身技术水平的要求较高。

3.2 便携式直流接地查找装置定位法

目前发生直流系统接地故障后，一般采用便携式直流接地故障查找装置进行检测。该装置的原理和信号注入法原理大致相同，只是便于携带，方便进行实地排查。所以该装置也不需断开回路电源即可对故障点进行查找，而且相比于信号注入法，使用该装置查找时，可以将故障范围极大地缩小，将接地故障发生处精确定位到某一详细位置，给工作人员及时排除故障提供了很大便利。在面对电路错综复杂、设备数量繁多的情况时，便携式直流接地故障查找装置以其快速便捷的优势傲视群雄。但是在实际问题中，直流系统发生接地时，有可能经过过渡电阻，由于电阻的限流作用，故障支路的低频信号电流会大大减小，这无疑给查找接地支路带来了新的挑战。大部分接地故障发生的原因是绝缘能力降低，而这些接地都经过了过渡电阻，所以面对这些情况，便携式直流系统接地故障查找装置也表现出了自己的局限性。

4 变电所直流系统接地的改进和预防措施

在解决变电站直流接地故障时，部分措施仍需进一步完善。具体在实行接地事故排查期间，参与排查工作的相关人员必须要严格按照安全规范，同安全人员一起开展事故排查，尽可能地避免在排查时使得单级接地发展成两极接地的状况，导致接地故障变得更加严重。除了这一方面需要改进外，还要增加一定的预防措施，从而有力防范直流接地故障的出现。（1）应定期检查系统内设备线路的使用情况，并做好保养工作，若是线路出现老化或绝缘性下降等问题，应及时更换;（2）加大对周边环境的控制力度，防止外界自然环境对线路造成损坏，从而引发接地事故，如杀虫灭鼠、防雨防雷等;（3）需要及时检查更新设备，全面监察直流系统的绝缘性以及其他性能。

结语：随着我国科学技术的进步与发展，变电站的相关使用设备更新换代速度逐渐增快，综合自动化程度不断提高。自动化变电站的建立以及直流绝缘监测技术的进步与发展，使直流系统故障分析判断能力不断提高。但是在处理较为复杂的变电站直流系统接地故障过程中，能够有效分析变电站直流系统接地故障出现的具体原因以及适合解决方法，对较为普遍的变电站直流系统接地故障处置对策提出建议，使其具有普适性，能够更好适用于更多常见接地故障。随着相关专业检修人员在现场实践过程中积累的经验不断提升，再加上运行人员对于整个系统的维护能力不断增强，变电站直流系统接地故障的分析水平与维修水平应当不断提升，便于整个直流系统可靠和平稳运行。

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