变电站直流系统接地故障分析及处理钟世青

变电站直流系统接地故障分析及处理钟世青

钟世青

广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001

摘要：我国经济建设的快速发展离不开电力行业的大力支持。在变电站直流系统运行过程中，如果发生接地故障，就会对直流系统的安全运行造成严重威胁。近年来，随着科学技术的不断发展，直流系统接地技术得到了极大的提升。加大直流系统安全运行的管理力度和积极防范接地故障已经成为了研究人员的主要关注内容。

关键词：变电站直流系统；接地故障分析及处理

引言

电力行业是我国基础设施建设中重要的组成部分。随着国家经济不断发展，人们的生活水平也在不断稳步提高，国家基础设施建设也日渐完善。电力资源是当前社会发展必不可少的能源之一，要让变电站运行平稳，其直流系统稳定可靠运行是前提。在我们变电站的基本配置中，直流系统是重要的电源系统，只有不断加强直流系统的维护和管理工作才能使变电站正常运行，为人民的生产和生活提供基础的电力保障。

1变电站直流系统接地故障

若要保证变电站直流系统的安全运行，需根据直流系统的正负极性对电力系统进行接地处理。变电站直流系统接地故障就是电源正极或者负极对地的绝缘阻抗下降到标准数值以下，所以在对变电站直流系统进行接地处理的同时，还要控制阻抗数值。在实际情况中，变电站直流系统分布较多、线路设置较广、环境复杂等种种问题造成线路端口破裂，绝缘受损，引发了接地故障。

2直流系统接地出现故障的原因

（1）电缆绝缘体问题，由于电缆的工作环境较为特殊，在电缆的长期使用过程中，不可避免地会出现一些破损或者老化的现象，一旦电缆的绝缘体被破坏之后，电缆就很容易受到杂物、湿度、温度、外力、灰尘及设备的影响继而引发接地故障。因此，我们在电缆或者其他设备的选择采购时，应当严格控制电缆的质量，避免使用一些绝缘质量较差的电缆，以此降低安全隐患。此外，电缆长期处于高负荷的工作状态也会加快破损和老化的进度，使绝缘体的脱落速度更快。（2）元器件接地，变电站的设备出现电力故障的原因主要有以下几点：机构箱、仪器仪表进水、继电器绝缘下降、故障录波测量电路接地、抗干扰电容盒接地等。（3）蓄电池接地，蓄电池接地主要有一下几方面原因，一是蓄电池壳体老化，二是蓄电池长期处于工作状态，温度过高、充电过度都将可能导致蓄电池壳体出现膨胀开裂。三是蓄电池底部是由很多微小颗粒组成，由于应力作用很容易破坏蓄电池底部壳体。（4）工作环境，变电站直流系统设备受外界环境影响较大，比如湿度、温度、外力、灰尘、腐蚀气体、电磁干扰等因素都有极强的破坏力。如果设备长期在一个光照过强、温度过高、湿度过大的环境中运行，都将加快绝缘体脱落的时间，降低使用寿命出现接地事故，因此保障其运行的外部环境的优良性也是十分重要的。（5）人为因素，在电力系统运行中不可避免的需要人力投入，比如设备线缆的敷设、安装及调试，其中每个环节出现一些差池都将影响变电站运行的稳定性。一些工作人员在施工过程中还存在一些不规范行为，安装过程十分马虎，导致设备由于受到震动出现零部件脱落的情况，认为线头不带电就不需要处理，任由其裸露在自然环境中。因此加强设备系统安装过程中的任何一个环节都是十分有必要的，只有反复确认，提高安装人员的专业技能及责任意识才能够更好地保障设备安装质量。

3变电站直流系统接地故障的主要形式

（1）接错线导致接地故障，接错线导致接地故障是指在变电站直流系统进行二次接线的时候，电气设备的电缆芯两头未经处理，处于裸露状态或者同其他线路错接，没有按照规定都同端子接线运行导致的接地故障。同时，如果出现了断路器端子排二次线上螺栓松动等类似的现象也可能导致接地故障。（2）接线绝缘下降导致接地故障，在电力线路的实际设计过程中，经常会把干扰电容设备安装在大地和电力系统正负极之间。这样能够达到抗干扰、保护系统安全的目的，进而提高电力系统绝缘水平，保证电路的安全运行。这时，如果电容器出现击穿、内部元件损坏等一些问题的时候，也就很容易出现直流系统接地故障问题。（3）电气设备受损导致接地故障，二次接线不仅可能受到外界干扰，还可能受到内部的破坏，处于一种较为复杂的运行环境中。在实际生活中，很有可能发生二次接线盒进水的情况。例如在雨季，二次接线盒被雨水反复渗透和侵蚀后，二次接线盒内部就会进水，进而导致接线盒外盒和接线桩头之间导电造成接地故障。

4变电站直流系统接地故障的查找方法

4.1低频探测法

低频探测法通常采用钳形探头进行故障监测。在监测设备的警示信息被接受后，能够将低频交流信号加在大地和故障母线之间。这种探测法的优点：不需要进行断电查找，不过其精准度也容易受到系统分布电容的干扰。

4.2极性分析

上述已经对变电站直流系统接地故障的相关原因进行了分析，因此，我们要想更好地判断故障原因，就应当对极性进行有效分析，看出现接地故障的原因是由于人为原因、环境原因还是设备老化因素造成的。如果有工作人员在进行设备检修时，应立即停止工作，检查接地故障是否由该工作引起。

4.3拉路法

直流接地回路一旦从直流运行系统中脱离，直流母线的正、负极对地电压就会出现平衡。所以，早先普遍采用将直流接地回路瞬间停电，以确定直流接地点是否发生在该回路的方法，即所谓的“拉路法”来进行直流接地故障查找。拉路法的基本作业顺序是：(1)根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能的接地点；(2)先信号、照明部分后操作部分；(3)先合闸后控制；(4)先室外后室内；(5)先次要负荷后主要负荷；(6)先负荷后电源；(7)电压等级依次抬高。直流电源系统是电厂和变电站重要的操作电源系统，它不间断地为重要的保护装置、自动装置、开关控制回路等提供电源;基于它的特殊性，运行中不能随意停电。特别是近年来随着计算机的大量使用，微机保护、监控系统同样也不允许随意断开直流电源。“拉路法”不仅不能第一时间准确判断出接地点或者接地回路，还可能造成保护误动作、开关误跳闸的现象。

4.4在线监测法

在线监测法依靠直流接地故障选线设备来发挥在线监测的功能，进而实现对直流系统接地状态的实时监测。虽然在线监测能够将直流系统相关的故障和信息及时的监测出来，不过也有一定的局限性。同时在线监测系统也容易受到外界因素的干扰而出现误报的情况。

5变电站直流系统接地故障的处理方法

如果变电站直流系统出现了接地故障，在先对系统接地情况进行深入分析后，再对系统所处的环境进行初步判断可能出现接地的位置。通常先对室内的故障点进行排查，再对支路电源、总电源进行逐个区域和逐个范围的查找。在直流系统出现接地故障后，必须由专业的技术人员进行查找，同时查找方式应当科学有效，不能直接借助灯泡查找。

结语

作为一种变电站常见的故障，直流系统接地故障产生的原因较为复杂。在日常运行和维护中，应当加强隔离开关、断路器等一次设备的运行和管理。相关的电力工作人员必须要深入分析并研究直流系统接地故障相关的种种情况，总结一些方法和技术来有效的排除故障问题，从整体上提高故障查找、排除的工作效率。

参考文献

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