直流系统接地故障查找技巧及预防

直流系统接地故障查找技巧及预防

吕远

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陕西渭河发电有限公司  712085

摘要：在变电站中,二次系统的一个核心部位就是直流系统其对继电保护、安全自动装置正确动作与否以及断路器跳、合闸功能的实现有着十分重要的关系。

直流系统接地故障引起保护装置、控制回路的误动或拒动，直接威胁变电站安全，可能扩大事故。处理这种故障，尤其是复杂故障，是运行人员的难题。本文分析故障起因和影响，探讨查找技巧和防范策略，旨在帮助处理直流系统故障，提升系统运行的安全稳定性。

关键词：直流系统；接地故障；技巧及预防

在变电站中，直流系统是直接将电源提供给继电保护及安全自动装置、断路器控制回路、事故照明、远方遥测等设备的一种系统，同时，其也是变电站二次系统的核心部位。直流系统的安全运行会直接影响到变电站的正常稳定运行。当电网故障时，继电保护和安全装置会快速响应，隔离故障，以减少停电损失。直流系统接地故障对系统的安全稳定运行构成严重威胁，可能导致设备故障、断路器误动或拒动、熔丝熔断等问题，从而扩大事故范围。因此，预防直流系统接地事故至关重要，一旦发生故障，应立即处理并探索有效的故障查找技术。

1、直流系统接地的定义、类型、产生与危害

1.1直流系统接地定义

当直流系统的正极或者是负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或者是比某一规定值低时，这种现象就是直流系统接地。

1.2直流系统接地的类型

直流系统接地故障的类型按接地极性主要分为正接地与负接地两种。正接地就是正极绝缘水平低于某一规定的值；负接地就是负极绝缘水平低于某一规定的值。直流系统接地按照接地的种类可以分为直接接地与间接接地，通常来说，直接接地又被称为金属接地或全接地；间接接地又被称为非金属接地或半接地。按照接地的情况，可以将直流系统接地分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘接地。

1.3直流接地产生的原因分析

(1)设备因素。直流系统发生接地故障的设备原因主要指一些运行时间较为久远的变电站，其设备陈旧，电缆绝缘普遍下降，各种端子箱、机构箱等的密封性也会降低，从而使得内部接点处出现生锈的问题，另外，在振动或者碰撞的条件下，电缆会在金属处发生拐弯或者穿过金属物，这样也会使得直流系统发生接地故障。

(2)自然因素。直流系统在日常运行的过程中，经常会受到各种自然因素的影响而发生故障。例如，气候原因造成的直接系统接地故障，如阴雨和雾天，会降低室外直流系统的绝缘性能，可能在潮湿或操作时引发接地故障，而接地信号并不总是立即显示。此外，小动物的爬入、小型金属部件掉落等也可能导致直流系统发生接地故障。

(3)人为因素。直流系统发生接地故障人为方面的因素主要指工作人员由于工作疏忽造成的接地故障。例如，工作人员在带电二次回路作业时，不慎将直流电源接触到设备外壳，可能导致瞬间接地。在电缆沟施工中，外如果控制电缆受损，会严重降低直流对地面的绝缘性能，情况更为严重。此外，维护人员清扫设备时粗心洒水到直流回路，或者检修人员维修时质量不达标，都可能引发直流系统接地故障。

2、直流系统接地故障的查找与排除

2.1拉回路法

“拉回路”法，就是将对该回路的直流电源实行3s的停止，一般来说，先信号回路，照明回路，再对回路进行操作与保护。由于二次系统十分复杂，对于信号回路、保护回路以及控制回路的区分已经变得不是很明显，而且形成了一些非正常的闭环回路，因此，使得拉回路查找接地故障的难度在一定程度上有所增加，因此，在利用拉回路方法查找故障的过程中，经常会发生一些事故。

2.2低频信号注入法

由于直流系统范围比较广，且回路数十分之多，因此，虽然电桥法能够将直流系统中的接地故障检测出来，但是却很难对接地馈线进行具体的确定，而且也不能把接地电阻值的大小准确地计算出来。要准确地判断出接地馈线以及接地电阻值的大小，可以采用低频信号注入法。利用电桥法确定直流系统的接地故障，然后再利用低频信号注入法对装置进行进一步的检测。直流系统正常运行时不接地，仅允许直流电流通过。当某馈线回路出现接地故障，低频信号会流经该馈线。设备检测到此低频电流后，通过计算能精确识别故障馈线及接地电阻值。与拉回路法相比，低频信号注入法无需断电即可定位故障，大大节省了时间，显著提高了故障处理速度。

2.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法

近年来，随着我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提高，在电力系统中，便捷式直流接地故障定位装置得到了较为广泛的应用。该装置在对直流系统接地故障进行查找的过程中，无需断开直流回路的电源，这对于查找直流接地故障安全性的提高有着十分重要的作用，而且该装置还能定位到具体的点，操作简单便捷。

2.4绝缘监察装置判断法

当直流系统发生接地故障时，装置会自动启动报警系统，并通过正负直流母线平衡对地注入直流系统，而这一低频交流信号的接收是由安装在每一条支路上的传感器来进行的，然后，各条线路所采集的信号电流由CPU对其进行分析，从而判断出发生接地故障的线路以及其接地电阻值，进而实现自动选接地线的功能。

3、防范直流系统接地故障的措施

如果直流系统发生接地故障，将会对电网系统的安全稳定与正常运行造成非常严重的影响，甚至会使设备在运行的过程中出现断路器的误动以及拒动或熔丝熔断等现象，因而会扩大事故的范围。直流系统中经常会受到气侯等外界自然因素的影响而出现故障，为了更好地降低故障带来的损失，对其进行提早的预防十分必要。因此，在进行日常的运行检修维护工作过程中，应采取科学合理的措施对接地故障进行预防，从而避免接地故障的发生，保证设备的安全稳定运行。

(1)对施工工艺进行规范，从根本上避免直流系统接地故障的发生，最大限度的杜绝安全隐患。

(2)在对室外端子排以及辅助开关等二次设备进行清扫的过程中，可以对停电的机会进行充分的利用。

(3)要保证断路器端子箱、断路器机构箱、隔离开关机构箱等二次电缆穿管处的封堵性完好，避免在阴雨以及大雾天气或者是工作人员的疏忽将水流入而造成的设施浸泡等问题，从而保证直流系统的安全稳定运行。

(4)对室外电缆而言，要加强对其的绝缘测试工作，应及时地采取相应的措施，避免直流系统接地事故的发生。

4、结论

总而言之，直流系统接地是一个十分复杂的现象，直流系统接地故障会对系统的安全稳定运行造成十分严重的影响，因此，工作人员要对直流系统接地故障的查找技巧以及处理方法进行熟练地掌握，一旦发生接地故障，应及时地组织相关人员进行查找，从而使得接地故障尽早消除。从长远的角度上来说，应做好预防工作，并加强对直流设备的维护与管理，避免直流系统发生接地故障，从根本上提高直流系统的安全运行。

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