浅谈直流系统接地故障的危害和处理

浅谈直流系统接地故障的危害和处理

王坚

国网晋中供电公司 山西 晋中 030600

摘要：随着我国社会和经济的快速发展，电力行业的发展也越来越快，变电站直流系统的主要功能是为系统的保护装置、自动控制装置、监控通讯装置等控制、保护回路的正常运转提供电源，以及发生交流电源消失后为事故照明等提供直流电源，因此，我们必须加强对变电站直流系统接地的保护。基于此本文主要阐述了直流系统接地的概念、直流系统接地的危害及直流系统接地故障处理的策略，希望能为今后我国变电站的快速发展带来帮助。
关键词：变电站；直流系统接地；危害；处理策略
1 引言

在变电站的运行过程中，当变电站的直流系统出现接地故障时，将会极大的影响变电站保护及自动装置正常动作，严重危及电网系统的安全运行，因此及时对直流系统出现的接地故障进行处理对变电站安全运行具有重要作用。
2 直流系统接地的概念
直流电源是带极性的电源，分电源正极和电源负极，电力系统交流电源有一个“地”的重要概念。为了系统的安全，变电站和发电厂所有设备的外壳都会牢牢接在这个“地”上，并且希望其阻抗越低越好。而直流电源的“地”也不是实际接地，当直流电源系统正极或负极对地的绝缘电阻值降低到某一规定的定值时，我们就说直流系统有正接地故障或负接地故障。直流系统分布支路很多，负荷涉及面广，会由于环境和气候的变化而引起电缆老化、接线端子老化、元件损坏以及设备本身等问题，从而使某些绝缘薄弱元件绝缘水平降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。并且运行的时间越久，接地的可能性就越大。

3 直流接地故障出现的原因分析
        3.1 检修原因
        在二次设备检修工程中，经常会出现由于二次设备检修人员的人为因素造成直流系统接地或短路故障的现象，如未使用合格的工器具、二次回路漏接线头、误将控制电缆外皮绝缘损伤等。只要作业人员能纠正违章行为，严格按照规章制度作业，即可消除故障隐患。
        3.2 蓄电池接地问题
        蓄电池作为直流系统的重要组成部分，蓄电池出现问题会导致出现直流接地故障问题。例如蓄电池工作过程中经常出现温度过高等问题，这些问题导致了蓄电池体积膨胀，会出现蓄电池出现裂缝，裂缝会导致直流系统接地故障。
        3.3 设备原因
        由于运行设备本身的缺陷，比如直流绝缘监测装置的接地电阻值配置过低导致的接地；或者当两套电源并列运行时，由于疏忽有时没有退出其中一套装置的接地报警装置，导致两点接地；还有设备传动过程中的机械振动，挤压、设备质量差等导致绝缘降低都可能引起接地故障。此类故障，在设备运行条件改变后、设备投运时和运行方式变化时会突然出现。该类缺陷出现概率较低，且容易被发现、排除。
        3.4 自然因素
        直流回路在运行中常常受到多种自然因素的影响，如变电站运行时间较长后，电缆绝缘普遍下降，各种端子箱、机构箱等密封性下降，内部接点生锈损坏，这些都可能导致直流接地；还有如雨天或雾天等潮湿天气经常会导致室外的直流系统绝缘降低引发直流接地；小动物爬入带电回路也可能造成直流接地故障。这类故障一般在设备运行中突然发生，具有随机性。

4 直流系统故障接地对电力系统产生的危害
        在直流接地故障中，危害最大的是两地接地，这种接地故障的发生会造成非常严重的后果，例如接地短路，继电保护、自动装置误动以及直流保险熔断等，故障一旦发生回路、自动装置就会失去电源。因为直流系统的连接非常复杂，归纳起来接地情况可能有以下几种情况：按照接地极性来看，可以将其分成正极与负极接地两种形式，按照接地种类可以将其分成直接与间接接地两种情况。其中，正极接地会发生短路误跳闸的情况，这主要是因为断路器跳闸线圈连接负极电源，在发生正接地的时候可能就会出现断路跳闸问题，同时负接地可能会出现断路器拒跳闸的问题。
        变电站直流系统主要是蓄电池组和浮充充电装置工程组成的一种联动系统，主要为信号回路、回路控制以及断路器分合操作等提供稳定的电源。因为分支网络非常多，连接的设备也比较多，这些因素共同构成了复杂的直流电源网络，从客观上来说，极大的增加了直流接地故障查找的难度。

5 直流系统接地故障的处理方法
        5.1完善处理直流系统接地故障的标准
        我国目前没有颁布相应的处理标准，这就导致在故障发生的时候工作人员由于没有相关的依据而不知道怎样对故障进行处理。延误了故障处理的时间，加大了问题严重的可能性。
        5.2接地处理方法
        一般情况下每一段直流母线都有相应的配置一个绝缘监查设备，配置绝缘监查设备的主要目的是为了可以掌握直流系统当中，正负母线的绝缘情况，是否处于一个正常状态下，若是存在直流接地故障，此时，设备可将故障的大致范围显示出来，但是无法将故障的具体位置显示，进行故障具体位置的定位工作，还需要联合手动拉路的方式进行检查。当接地范围大致的确定之后，就能够采用万能表进行测量，测量母线的电压状况，由此判断出直流系统的接地情况，若是正负极的电压存在不统一的现象，则可判断出哪一级为接地极，接地极为电压低的那一级，再使用拉路法即可确定出故障的具体位置。另外，还可以使用故障定位查找仪器，排查直流接地故障也是常用的方法。利用先进的故障定位仪器，在排查故障时不需要切断直流回路电源，采集互感器可直接检测各分布回路是否有接地现象，并通过发出报警信号提示检修人员。虽然仪器定位查找法使用方便、操作简单、省时省力，但是目前市面上的直流故障定位查找产品抗干扰能力及兼容性普遍较差，出现误报的几率很高，因而这一方法只能作为辅助性手段。随着技术的发展，直流系统接地故障处理的方法越来越多，当发生直流系统接地故障时，工作人员要保持清醒的头脑，不擅自处理，将其情况汇报给相关部门，有专业的维修人员负责维修工作，维修人员在确保自身安全的前提之下，严格按照操作要求，找出接地极点，并对接地极点的正负情况进行准确的判断。根据实际情况，若是条件允许，采用分网法，把两段接线的母线分段刀闸拉开，缩小判断的范围，提高判断的准确率，从而快速找出接地极点。并根据自己的经验，挖掘问题产生的根本原因。若是发生直流接地时，需要注意的是保护好其它设备，与多个维护人员共同开展维护工作，从安全的角度出发，不可由一个维护人员单独负责维修工作。

        5.3查找直流接地时的注意要点
        1）直流母线接地后，要及时做好预防措施，严格按照操作标准去做，尽可能避免短路现象，并防止二次回路接地的发生。2）查找工作人员由两名员工一起工作，以免触电，保证安全和相互监督；并且工作人员在拉路检查时，动作要及时准确，因为有一定的时限，避免断电时间过长而造成其他故障。3）为了避免错误的判断，要根据信号和绝缘监测表判断和综合分析；若采用一接地点，就不能应用万用表通过断档位进行测量。

6 总结
现阶段我国许多电厂在生产过程中,都将直流系统作为供电的主要系统,许多电厂设备的运行都依靠直流电系统为其提供电源。例如，信号灯、继电保护和自动化装置等。并且直流电系统的供电较为稳定,但一旦直流系统出现问题,则会对发电厂的运行状态造成严重的不利影响。因此,电检修人员要积极的检修直流电系统,确保其运行的稳定,以此来推动电厂的持续发展。

参考文献：
        [1]李海斌.变电站直流系统接地危害分析及应对措施[J].黑龙江科技信息，2015（15）
        [2]黄广华.电站直流系统接地故障分析与处理方法探讨[J].通讯世界，2016（19）