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摘要：在电力系统中，为保证控制回路、继电保护、自动控制、UPS、事故照明及直流电机等重要负荷连续可靠运行，必须装设有可靠的直流电源。直流系统一点接地本身没有危害，但不及时处理，发展为两点接地，就可能造成继电器或熔断器烧坏，严重情况将造成保护拒动或误动，危及主设备运行安全。所以直流接地故障必须引起足够重视，但在排查过程中，往往会遇到很多困难和限制。基于此，本文对直流系统接地故障的排查与处理进行了分析，仅供参考。
关键词：直流系统；接地故障；排查与处理
引言
在电力系统中，变电站直流系统是非常重要的构成部分之一。直流系统需发挥的功能包括面向继电保护装置、自动控制装置、事故信号、事故照明、主设备操作控制提供电源支持。在整个系统正常运行的状态下，直流系统负极对地、正级对地均为绝缘状态。若两者中的其中一点发生接地故障，但由于未形成完整回路，故直流系统的整体运行不会受到影响。此时，若另一点同样出现接地故障，形成完整回路后就极易导致正极、负极金属短路事故，或造成继电器短接，对整个电力系统而言有非常不利的影响。
1直流系统接地故障的危害
在直流系统发生一点接地时，要及时对其进行查找，防止两点接地发生，造成严重后果，必须及时找出接地点并加以消除。当正极接地时，可能造成继电保护误动，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地，可能引起保护误动；当负极接地时，如果回路中再有一点接地，形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路，造成保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大。典型的断路器控制回路简图如图1所示。当正极A点发生直流一点接地后，如果在以上的各点又发生一点接地，构成两点接地将产生不同的后果，如果在负极B点又发生接地，则造成电源短路，烧毁熔断器FU1和FU2，断路器失去操作电源；在正极的C点或D点或E点又发生接地，均会使断路器的跳闸线圈TQ带电，使断路器在无故障时误跳闸，称为“误动作”；因此当正极发生一点接地时，危害性很大。当负极B点先发生直流一点接地，而后在正极的C点或E点又发生接地，形成两点接地，如果此时保护动作使KA1或KA2常开触点闭合，使KM线圈带电，则KM常开触点闭合，这时将造成直流短路，不但断路器拒跳，而且电源熔断器熔断，称为“拒动作”。
2直流接地的原因
(1)直流系统中二次回路以及二次设备所选用的绝缘材料在性能上存在一定缺陷，不符合设计规范标准，绝缘性能方面有所欠缺。或二次回路、设备长时间投入运行，维护不当，大量元件老化，诱发压伤、扭伤、烧伤等质量问题。(2)整个直流系统所处的运行环境恶劣，运行条件差。受到潮湿、阴雨等恶劣气候条件的影响，直流系统中电气设备对地绝缘性能将受到严重损伤，诱发直流接地故障的可能性大大增加。例如在直流系统运维过程中常常会发现大风大雨飘入直流系统户外二次接线盒中(因运行维护不当导致户外二次接线盒未完全密封)，致使外壳与接线桩头形成通路，从而诱发接地故障。(3)杂物或小动物也是诱发直流系统接地故障的一大原因。如蜈蚣、老鼠等体积较小的动物容易排入带电回路中并诱发直流系统接地故障。或二次回路运维过程中一些金属元件掉在直流回路上，加之直流回路处于带电状态，进而导致其与金属屏短接并诱发接地事故。
3处理方法和要求
为避免直流系统接地造成设备事故，接地故障发生后变电站运行人员在现场须立即停止所有二次工作，对于确实可能会误动、拒动的保护，须向调度申请退出这些保护。
3.1处理直流接地的一般要求
（1）若故障点与一次设备安全距离不够，应将有关设备停电。（2）直流接地查找及处理必须由两人进行，工作中应避免造成直流短路或另一点接地。（3）检查直流接地时，使用的仪表内阻应不小于2000Ω/V。（4）试拉合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要负荷时，必须先取得调度的许可，退出相应保护出口压板。试拉设备直流电源时，应注意一次设备的运行及有关仪表、后台信号的变化。
3.2查找、处理的主要思路和方法
接地查找方法包括绝缘监测装置判断、专用接地探测仪查找、负荷转移及分段排除、拉路法等。（1）一般应先根据绝缘监测装置检测结果和现场环境，判断是哪极接地、哪个支路接地、接地程度如何，分析可否隔离故障点。（2）在处理较为复杂的直流系统接地故障时，要保持清晰的思路，客观分析问题，通过测试或仪器逐渐缩小和锁定故障范围，直至消除接地故障。（3）若监测装置无法显示，可使用接地探测仪辅助查找，如图2所示。接着，将直流系统和接地支路逐级分割、逐线拆离，持续往下查找。此法因探测仪精度和灵敏度不足，有一定的局限性。（4）若采取拉路法检查，应遵循以下顺序：事故照明→合闸电源→信号电源→控制电源→保护电源，先室外部分再室内部分。拉路前应采取必要的措施，防止电压自启动引起的保护及自动装置误动，必要时申请停用有关保护装置。
4预防措施
直流接地故障经常会发生，尤其是运行环境差，运行时间长的设备，发生故障的机会更多，而且往往会同时出现几个接地点，对电厂的安全运行造成很大的隐患。那么，为预防直流系统接地故障的产生，应当采取哪些预防措施呢?根据以上对直流系统接地故障产生原因、危害类型的分析，认为预防措施需从设计、施工、调试试运行、运行、以及检修这几个环节入手。具体措施有以下几个方面:(1)设计过程中的预防措施。在满足直流系统安全、稳定运行的前提下，需尽可能的省去不必要的控制电缆设置，以达到减少直流系统接地故障隐患点的目的。(2)施工过程中的预防措施。变电站直流系统施工中需要重视对施工环节质量的监督，安排专人对直流系统安装质量进行严格控制，确保系统接线的正确合理。同时需要检查接线柱是否完全拧紧，以免电缆在后期运行中脱落而诱发接地故障。(3)调试试运行过程中的预防措施。在本环节中，工作人员的工作重点是检查母线在运行状态下的绝缘性能，对支路监测装置在运行工况下动作是否可靠进行详细监测，杜绝监测装置发生错报或误报的问题。当支路送电试运行前同样需要对绝缘性能进行检查，检查电缆是否接好且固定好。最后，在双电源切换试运行操作中，需要安排专人负责检查二次回路的运行性能。(4)运行过程中的预防措施。当直流系统投入整个变电站电力系统后需要完善对系统的巡查监视，消除恶劣环境条件对系统运行的不良影响，再做好防潮、防雨等方面的工作。设备运行环境较差的部分需要加强防尘。(5)检修过程中的预防。在直流系统日常检修中，若检修人员发现设备出现损坏或性能上有所缺陷，需要及时上报并处理。同时检查端子固定情况，若发生松动则需要重新拧紧，已老化电缆需及时更换，以确保其绝缘性能。
结束语
本文总结了变电站直流系统运行出现的多种故障，列举了引发故障的各种原因和现场具体情况，并根据现场经验给出了直流接地处理的主要方法、思路和要求，对变电站直流系统接地问题的处理有较强的指导意义。
参考文献
[1]苏朝志.直流系统接地故障查找及处理分析[J].无线互联科技,2011,04:56-57+59.
[2]陈飞.直流系统接地故障分析及处理[J].通讯世界,2014,24:193-194.
[3]刘亚.直流系统接地故障分析及处理[J].通讯世界,2015,23:122-123.
[4]朱效祥.对直流系统接地故障的分析与处理[J].科技风,2010,21:200.
论文作者:陈伟威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/10
标签：系统论文; 故障论文; 回路论文; 发生论文; 负极论文; 正极论文; 预防措施论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;