一起220V直流母线绝缘降低异常处理分析

一起220V直流母线绝缘降低异常处理分析

刘冰

（国网福建省电力有限公司检修分公司福建福州350013）

摘要：以某变电站220V直流母线越下限为例，通过分析如何更高效开展拉路法排查直流失地故障，对直流绝缘降低及直流电源电压偏移等故障处理预防措施进行归纳总结。对变电站直流系统的设计、施工和运维管理有一定的参考作用。

关键词：直流越下限；直流接地；绝缘降低；电压偏移；拉路法

0前言

厂站直流系统主要为控制回路、信号回路、继电保护自动装置、断路器分合操作等装置提供可靠稳定的不间断电源。当出现两点及两点以上接地时，就会造成正负极短路，致使开关和保护回路误动、拒动，且直流系统的故障可能会引发更大隐患。由于直流电源网络分支网络多、接入设备多，回路复杂、线缆交错，客观上增加了查找直流接地故障的难度。所以直流异常时如何快速查找和准确判定是十分重要的。本文以某1000kV变电站220V直流母线波动越下限为例，详细分析了如何更有效、更有针对性地开展拉路法排查直流失地故障及进行故障处理，如何避免类似直流失地问题的再次发生进行归纳总结。

1异常排查及处理经过

1.1异常情况

2016年8月4日，故障录波屏报直流200VⅠ段母线电压波动越下限（下限值：对地电压为88V），引起监控后台频繁出现“2号主变本体（开入41）故障录波启动2（自复归）”告警。

经查看绝缘监察装置的手动支路检测功能，发现U+：148.7V，U-：-83.7V，R+：141.7k，R-：66.2k，负级对地电压和绝缘电阻皆有下降，判断可能有失地点。装置检测结果显示支路81、101、112绝缘电阻有下降，分别为：89.0k，36.2kΩ，82.4k。

故障发生前一周，站内无一二次工作。

1.2故障排查

先采用BZC3391A便携式绝缘检测仪进行排查，未发现异常点。

随后针对除相关的开关控制电源及保护装置电源以外的支路采用拉路法进行排查，测控、同步时钟及故障录波等（含绝缘监察装置检测的支路81、101；支路112为保护装置电源，需待汇报后进行排查）均未发现异常点。

2016年8月5日现场排查支路112（1000kVXXⅠ线PST1210高抗非电量保护装置电源支路），发现该支路绝缘降低；对该支路进行解线排查，在解除A相高压套管压力仪表至冷却器控制箱回路接线后，220VⅠ段直流电压、电阻降低异常现象恢复正常（U+：116.7V，U-：-114.3V）。经查，压力仪表至冷却器控制箱连接电缆第四芯对地绝缘值为0.15MΩ，绝缘不良。更换为备用芯线并接入回路后异常消失，缺陷消除。但更换后的芯线绝缘值在3MΩ，与继电保护检验规程要求的绝缘值达10MΩ以上有一定偏差，且仪表端子并未受潮，判断为该电缆受潮，如需彻底解决，应更换支路112的电缆。

图1高抗总汇控箱内端子接线图

图2高抗总汇控箱内解线排查

图3A-126电缆走向号牌

1.3原因及故障处理

结合设备停电检修，对高抗非电量保护继电器和套管压力表等相关二次电缆彻查，并将高抗A相冷却器控制箱的问题电缆整根更换为铠装屏蔽控制电缆，故障支路绝缘恢复正常。经试验，发现主要原因为电缆制作工艺采用了挤包式，造成电缆质量不能满足此站实际的工作环境。

本次缺陷处理后，220VⅠ段直流母线正、负极对地电压恢复正常，但存在遗留问题：220VⅠ段直流主屏绝缘监察装置显示220VⅠ段直流母线R+：177.7k，R-：177.4k，支路81、101绝缘电阻仍为89.0k，36.2k。排除电缆本身问题后，经半年的隐患跟踪检查发现两支路绝缘恢复正常；经讨论分析，支路81、101绝缘电阻不良为相关回路中存在电容引起。

2处理方法及建议

2.1拉路法查找故障

缺陷处理过程中，优先关注手动支路检测功能定位到的支路，采用拉路法进行排查。

拉路法排查原则是：先拉疑似失地的支路，后拉其它支路；先拉测控、故障录播、同步时钟等次要支路，后拉控制回路，相关设备保护回路等重要支路；先拉室外支路后拉户内支路。直到直流母线电压恢复正常，即定位到存在直流失地的支路。

定位到失地支路后，立即向相关调度汇报并申请退出相关设备的保护。查看图纸，明确该支路的所有上/下级回路后，逐一解除上/下级回路，测量支路的直流输入电压，直至解除某一回路后测量电压正常即判断该回路为直流失地点；

对该回路的下级回路逐一进行解除和测量电压排查直至将直流失地点定位到确切的某个位置或区域。

2.2处理方法

若失地点处有受潮现象，则用电吹风（暖风）进行烘干处理，待测试绝缘合格后重新接入回路。同时注意观察渗水点（接线盒盖是否密封良好，并设有排水孔）和分析潮气来源（进线电缆蛇皮管是否有滴水湾），再进行更换密封圈或对接线盒四周及可能渗水点打胶处理；

若为电缆芯线破皮引起失地，则应更换为电缆备用芯或对该芯电缆进行绝缘包扎（无备用芯情况），待测试绝缘合格后重新接入回路；

若为电缆芯线触碰接线盒外壳引起失地，则应重新紧固，并采取必要隔离措施后，待测试绝缘合格后重新接入回路。

2.3建议

设备高负荷运行及雷雨等恶劣天气为直流异常的多发期，同时线路及变电站内设备出现故障的几率也增大，对此类直流绝缘降低或直流接地的支路问题应尽快结合相关设备停电检修工作，采用逐一逐级解除相关回路并测量电压的方法查找确定是否存在直流失地点及失地点的位置，并根据工作环境的温湿度等情况判断所用电缆是否满足要求。

3预防措施

1、设计规划时应充分考虑工作环境条件，根据电缆的规格及制作工艺进行选用适合的型号；

2、严格做好基建验收把关工作，确保每个间隔二次回路绝缘均满足规程及工作环境要求；

3、户外端子箱、保护屏柜电缆进线处应做好防火封堵工作，户外表计接线盒或接头位置应设防雨罩；

4、定期对户外端子箱密封性、进水受潮及加热器工作情况进行检查；

5、加强对站内直流系统的运行巡视，定期对直流系统进行手动电压及支路电阻测试，及时发现可能存在直流失地的支路。

4结论

本文结合现场实际，通过对某1000kV变电站220V直流母线绝缘降低的异常情况处理及分析，找到电缆在设计施工、制造工艺等方面存在的问题，提出相应的改进建议，以期为处理类似的直流异常情况提供可参考的解决办法

参考文献：

[1]陈韬，胡书琴.变电站直流系统接地故障的分析及对策[J].电力学报，2009，24（2）：145-149.

[2]张国平，欧世尧，黄巍，王翠霞.直流系统接地故障的危害分析和快速查找[J].电力与电工，2009，29（1）：48-50.

[3]陈瑞章陈雅云吴玉婷.一起典型直流失地故障的原因分析[J].电气技术，2014，12：136-137.

作者简介：

刘冰（1983-），女，安徽亳州人，工学硕士，工程师，主要从事特高压变电站运维及一次设备检修试验工作。