摘要：分析了变电站的直流系统接地故障的原因和危害，并根据现场工作经验提出了直流接地故障的处理方法。
关键词：直流接地；供电；故障；处理方法
引言：直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通装置提供不间断供电电源，并提供事故照明电源。直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，则可继续运行。
1．直流接地故障原因分析
（1）直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响而造成接地。如设备传动过程中的机械振动、挤压，设备质量不良，绝缘材料不合格，绝缘性能低，直流系统绝缘老化，或存在某些损伤缺陷（如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等），均可引起接地或成为一种接地隐患。
（2）由于气候因素造成接地是一种最常见的情况。如雨天或雾天，二次回路及设备严重污秽和受潮、端子箱进水，可能导致室外的直流系统绝缘降低，从而造成直流接地或引发直流接地。
（3）小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路造成接地；某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件掉落在带电回路上造成接地。
（4）因工作人员疏忽造成的接地。在带电二次回路上工作，将直流电源误碰设备外壳，此种情况多为瞬间接地；在电缆沟施工将带电的控制电缆损伤，造成接地；检修人员清扫设备时，不慎将直流回路喷上水造成接地等。另外，检修人员检修质量差也会留下接地隐患，如室外设备未加防雨罩、二次回路漏接线头、误将控制电缆外皮绝缘损伤等。此时接地信号不一定立即发出，但具备一定外部条件（如潮湿或操作设备）时，就可能引起直流接地。
2、直流接地故障的危害
直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。一点接地可能造成保护及自动装置误动或者拒动；而两点接地，除可能造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外，还可能造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。
（1）当发生直流正极接地时，可能会引起保护及自动装置误动。因为一般断路器的跳合闸线圈以及继电器线圈是与负极电源接通的，如果在这些回路上再发生另一点直流接地，就可能引起误动作。如图 1所示，A、B 两点发生直流接地时，相当于将KA1、KA2接点短接，从而使 KM误动作跳闸。A、C两点接地时，则 KM接点被短接而误动作跳闸。A、D两点，F、D两点接地，同样都能造成开关误跳闸。同理，两点接地还可能造成误合闸，误报信号。
（2）直流负极接地，也可能造成保护及自动装置拒绝动作。因为断路器的跳、合闸线圈以及保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。同时，直流回路短路电流会使电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断会失去保护及操作电源。如图 1所示，直流接地故障发生在 B、E两点，KM线圈被短接，保护动作时KM不能动作，开关将不能跳闸且保险将会烧坏。D、E两点接地时，LT线圈被短接，保护动作及操作时开关拒跳。同理，两点接地开关也可能合不上。
直流系统接地故障，不仅对设备不利，而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此，规定直流接地达到下述情况时，应停止直流网络上的一切工作，并选择查找接地点，防止造成两点接地：① 直流电源为220 V，接地在 50 V以上；②直流电源为 24 V，接地在 6 V以上。
SA-控制开关；KS-信号继电器；KA1、KA2-电流继电器
KM-中间继电器；LT-跳闸线圈；QF-断路器辅助触点
XB-连接片；HR-红灯；R-电阻；FU1、FU2-熔断器
3、直流接地故障的处理
查找接地点要借助装置和手动拉路，新安装的变电站一般都有自动查找接地装置。自动查找接地装置是提高检查接地速度的一种有效手段。由于直流网络的庞大，自动装置往往只能检查到某些专用干路，对于具体细节或复杂的直流接地，更多的还是要靠手动拉路查找。
在现场，当值班人员听到警铃响，看到直流接地光字牌发光时，首先应了解现场有无人员工作，然后切换接地监测电压表判断哪一极接地，再进行拉路查找。当检查到具体某一支路、某个设备或找不到接地点时，通知检修人员处理。不论运行人员还是检修人员检查接地之前，必须依据运行方式、操作情况、气候影响判断接地点的位置，应尽量一步到位，缩短查找时间。当判断不出接地点时，要用拉路法进行查找。有的单位采用负荷转移法检查接地，即将直流母线分段，将直流负荷从一条母线切到另一母线，当接地点随负荷转移时，证明接地点在该路上。采用此法必须将直流母线联络刀闸拉开，由蓄电池组带一条母线，浮充电机带另一母线，实际上由于浮充电机采用硅整流设备输出，直流电压含有交流成分，单独供电时会造成电压不稳，波动较大，所以一般不用此法。拉路时若负荷为环形供电，必须开环，本着先室外后室内的原则在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3s，此时不论回路接地与否均应合上。当发现某一专用回路接地时，应分别取下各支路保险后查找。
查找直流接地故障的一般顺序和方法：①分清接地故障的极性，分析故障发生的原因。②若站内二次回路有工作，或有设备检修试验，应立即停止。拉开其工作电源，看信号是否消除。③用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几个不相联系的部分。不能使保护失去电源，操作电源尽量用蓄电池带。④对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，可用“瞬时停电”的方法，检查该分路中所带回路有无接地故障。⑤对于重要的直流负荷，用转移负荷法，
检查该分路所带回路有无接地故障。查找直流系统接地故障，应随时与调度联系，并由2人及以上配合进行，其中 1人操作，1人监护并监视表计指示及信号的变化。利用“瞬时停电” 的方法查找直流接地时，应按照下列顺序进行：①断开现场临时工作电源；②断合事故照明回路；③断合通信电源；④断合附属设备；⑤断合充电回路；⑥断合合闸回路；⑦断合信号回路；⑧断合操作回路；⑨断合蓄电池回路。若进行上述各项检查后仍未查找到故障点，则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后，有环路的应先解环，再进一步采用取保险及拆端子的办法，直至找到故障点并消除。拆端子时应选准地点，解线头之前应对照图纸仔细分析，确定一下大致范围。
对于两点及多点接地，需同时断开两路或几路直流回路，接地才能消失，要注意断开每一路接地点时，观察直流电压恢复升高的情况，从而将接地点消除。此外，还有一种最难查找的接地就是大范围、跨专业的多点不同时不完全接地，这种情况多为雨天所致，而同一接地点往往也是时好时坏，遇到这一情况，只有细心观察，认真进行查找。暴露在室外的端子箱、事故按钮等设备，由于下雨渗水，很容易产生直流接地，对此应加强密封，事故按钮加防护罩，既可防雨又可防止误碰。处理事故按钮接地时，为防止开关碰掉闸，可将接于按钮的线从配电室或控制室端子排解除。为了防止误跳闸，可申请暂时停用事故按钮，但必须向值班人员交待清楚，在天气好转后要尽快处理。
4、总结
造成变电站直流系统接地的因素较多，为了较好的解决这一问题，在日常运行维护中还应视具体情况采取不同措施：
（1）严格二次设备施工工艺，减少接地故障的发生概率。如对室外端子箱、机构箱等加强密封，加装防潮除湿设备或材料；对手车开关的活动部位采取措施提高其绝缘性能，如用绝缘材料包裹其线头部分等，避免因其随手车活动引起接地；对绝缘老化，已不能满足对地绝缘电阻要求的控制电缆及有关二次设备及时更换。
（2）加强断路器、隔离开关、手车等一次设备的运行维护管理。严格断路器、隔离开关等具有机械传动部分设备的操作规程，避免因操作不合理造成接地故障。
（3）查找处理接地故障时严格遵守相关电气设备检修运行规程要求，并结合现场实际条件进行。禁止单人工作，禁止直流电源长时间停止运行（尤其在天气条件不允许的情况下），拆除、恢复各端子、各开关的时间应尽可能短。
参考文献：
[1]刘振亚.变电站直流接地原因及预防措施[J].北京：中国电力出版社，2010.
论文作者:贾可君,解卫利,段慧琴,田贵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
标签：回路论文; 故障论文; 设备论文; 两点论文; 装置论文; 母线论文; 线圈论文; 《基层建设》2018年第24期论文;