变电站直流系统接地故障查找与处理方法研究赵水清

变电站直流系统接地故障查找与处理方法研究赵水清

赵水清

(广东电网有限责任公司茂名电白供电局525400)

【摘要】作为变电站系统的重要组成部分，直流系统主要为变电站的综保、信号、控制、自动装置和事故照明等提供可靠的直流电源，同时也为开关的分合闸操作提供直流电源。一旦发生接地故障，尽可能导致自动保护失灵，甚至所用电器都会被烧毁。因此可以看出，直流系统的性能与安全性，对整个变电站能否运行起到了决定性作用。本文在分析接地故障产生原因与影响的基础上，总结出查找接地故障的原则和注意事项，探讨处理变电站直流系统接地故障的方法。

【关键词】变电站；直流系统；接地故障

变电站的直流系统主要由硅整流充电器与蓄电池两部分组成，在变电站中，它主要被用作信号指示、自动装置、事故照明、保护与设备控制等电源。所以直流系统的可靠性直接影响到变电站稳定高效的运行，一旦发生接地故障，轻则导致自动保护失灵，重则造成所用设备烧毁，带来无法挽回的损失。因此，我们有必要重视变电站直流系统的接地故障问题，尤其是要提升对它的查找效率及处理质量。

1.接地故障发生原因与影响

当直流系统的负极或正极对地之间的绝缘电阻值下降到某一定值，即为直流接地。由多个设备组成的直流系统，接线复杂繁多，在运行了长时间后，因为自身因素与外部环境的影响，难免会出现接地故障。其在生产生活中发生接地故障的原因，可以归纳为以下几点：

（一）二次设备存在绝缘老化、破损，或者长时间运行却没有妥善的维护和检修[1]。

（二）直流系统长期处于潮湿阴暗的环境中，导致室外直流系统绝缘性能下降，从而造成直接接地。

（三）工作人员的疏忽造成接地故障，例如在进行接线操作时，将线路一头接电，另一头却直接暴露在设备上，引发接地故障。或者没有固定线路的接线端，使线路容易受到触碰和振动，因此导致直流接地故障。又或者在设计阶段是没有充分考虑，导致接地设备和带电设备间的空隙而不满足相关要求，进而导致空隙被击穿，引发直流接地故障。

（四）外界的小动物、昆虫误入电气设备当中，或者金属物掉落在直流系统的裸露元件上，都会造成直流接地故障。

分析上述情况，我们可以得知导致直流系统接地极故障的因素有很多，而不同的接地故障也会产生不一样的安全事故。比如负接地会导致断路器不能跳闸，而正接地会致使断路器跳闸。在接地的四种情况，多点接地比起单点接地、环路接地、绝缘降低三种情况的危害尤为严重。不像一点接地事故的发生不会对二次回路造成严重影响，两点接地的发生，往往会致使信号反馈错误、综保误动以及自动装置误动与拒动，进而造成直流保险熔断，令控制回路、自动装置与保护失去直流电源。尤其是在复杂的保护电路中，两点接地不但会导致继电器短接，也可能引发越级跳闸的情况，扩大事故影响。所以值班人员在看到直流系统的监测系统发出预告信号报警时，就应该迅速地采取相应的措施，及时将故障排除，将损伤减少到最小，减少事故的影响程度。

2.接地故障查找原则与处理方法

2.1接地故障查找原则

值班人员在查找接地故障时，应当从实际情况出发，结合发生故障时的天气情况、相关设备的操作情况以及发生故障时的运行方式，分析检测接地位置。为了提高查找效率，我们遵循以下几项原则：

（1）检查操作部分，判断故障类型属于负极接地还是正极接地，依据故障情况找出导致故障发生的原因。如果发现没有问题，则从直流系统的信号与照明入手，在打开工作电源的情况下，观察工作信号的状态是否正常。

（2）先室外后室内，先用电负荷后用电源。

（3）如果需要切断电源，断电时间应当控制在3s内，不管有没有查到结果，超过时间都应合上接地，恢复用电。

（4）如果切断专用直流回路上会引发设备的保护误动作，就不可以短时停电，而应通过解列直流系统，查找接地故障。

（5）在查找过程中，不仅要有检查现场的人员，还要有人专门负责观察信号或知识的变化，同时也需要保持与调度室顺畅沟通。

2.2接地故障查找方法

找到发生接地的位置，是迅速排除变电站直流系统接的故障的基本。因为通过一个金属点接地的情况极为少见，所以往往是多个点甚至一片发生直流接地故障。而绝缘降低、电缆破损、尘土粘结与潮湿等情况都可以引发接地故障报警。由于接地故障发生后会不断地发生变化，所以在现场查找直流接地特别复杂[2]。目前经常使用的查找方法，主要有直流接地选线装置、直流接地保障定位装置定位法以及拉回路法。

（1）拉回路法。其原理是在时间不能超过3s的前提下，断掉该回路的直流电源。其顺序是先信号回路后照明回路，再操作回路，最后保护电路。但在变电站的二次系统越来越复杂的趋势下和遗留在建设与改造过程中遗留的各种问题前，控制、信号与保护回路不仅划分不再严格，还形成一些不正常的闭合回路。因为这些弊端，再加上目前的变电运行技术的发展，拉回路法已逐渐被淘汰了。只有在设备相对落后的情况下，这种方法才会经上级允许而实施。

（2）直流接地选线装置监测法。通过直流接地选线装置也可以有效地查找变电站直流系统接地故障，因为该装置可监视系统各个部分的绝缘状态，从而使工作人员能够第一时间处理在这些地绝缘发生的故障。也就提高了故障处理效率。但是该装置有一个严重的缺陷，即它的定位精度会被检测点限制，对具体的接地点无法进行定位。

（3）便携式直流接地故障定位装置故障定位法。目前电力系统中应用比较广泛的产品，是故障定位装置。它的特点是不用断开直流回路电源，就能查找直流接地故障点。而且这种产品操作简单，能够具体定位接地故障点，非常方便运行人员的操作。

在日常生产生活中，这三种接地故障的查找方法是相辅相成的。结合多种方法查找，不但能够提高查找效率，也能增强所发现故障的可靠性和减少排除故障的工作量。

3.故障查找中的注意事项

为了保证设备及工作人员人身安全，在查找过程中要注意以下事项：

（1）在直流系统的单点接地故障中，所有操作不能在二次回路上。

（2）如果需要使用“拉回路”法检测接地故障，应当经过调度允许停止直流电源，而且时间要在3s内。，这就要求在停电的状态下快速操作，避免停电时间过长，而带来其他故障操作。

（3）在查找接地故障的过程中，应当尽量避免在用电负荷高峰时段进行，以免给用电用户带来不必要的麻烦。

（4）为了避免发生误判断，值班人员对接地故障是否消失为了避免发生误判断，值班人员在观察接地故障是否消失时，应通过全面分析绝缘监察表计、信号和光字牌指示情况，做出科学合理的判断[3]。

（5）在查找接地故障的工作当中，应严格按照相关技术要求和规范进行，避免造成不必要的影响。

（6）在故障查找工作中，相关人员要注意防止造成另一点接地或短路等情况的发生。

（7）查找故障时要使用内阻高于2000Ω/V的仪表。

（8）不能使用灯泡对直流接地故障进行查找，避免造成直流回路短路情况。

（9）为了能有效避免误动作的发生，进行顺断操作电源的操作前，有必要解除可能发生误动的保护，在操作电源正常后再将保护投入。

（10）查找故障，当确保至少有两个才可以进行，互相监督，以防止人身触电，保证人身安全。

4.结束语

直流系统的接地故障在变电站的运行过程是无法避免的，要想保证变电站的正常运行，尽量减少故障的发生，就应采取有效的措施。比如利用最新的查找设备、技术对故障进行查找，以最快速度消除故障对变电站的影响，保证变电站的稳定运行。

参考文献:

[1]陈丽红.变电站直流系统接地故障快速定位与预防措施[J].电子测试.2017(19)

[2]唐艳波.变电站直流系统接地故障分析与处理方法探讨[J].企业技术开发.2016(01)

[3]卢海云.浅谈变电站直流系统的运行维护[J].中国新技术新产品.2016(11)