摘要：变电站直流系统接地故障的查找是变电运行维护中的一大难题。文章简要阐述直流系统接地故障的危害及三种直流系统接地故障的查找方法，并以如何处理500kVXX站直流绝缘下降缺陷为具体案例，为进一步提高接地故障的处理速度提供参考。
关键词：直流系统；接地故障；绝缘下降
1.引言
直流系统为继电保护、自动装置、控制回路、信号回路等提供可靠的直 流电源。当发生交流电源消失的事故情况下为事故照明、交流不间断等提供直流电源。直流系统的可靠运行对变电站的安全运行起着至关重要的作用。直流系统的常见故障就是直流接地，直流系统接地故障的查找是变电运行维护中的一大难题。
2.直流系统接地故障的危害
一般情况下，直流系统发生一点接地时，不会引起任何危害。若原直流系统存在正地,正极回路再发生一处接地,就可能引起误动作。如图1所示，当直流系统发生A、B两点接地时，将继电器前的接点短接,相当于继电器线圈直流回路闭合,使继电器误动作跳闸。这样的直流接地情况可导致误报警、保护误动等现象。若原直流系统存在负极接地,正极回路也发生一处接地,就可能引起 装 置拒动，如图2所示，当直流系统发生A、B两点接地时，相当于将继电器从直流回路中短路,使 继电器拒绝跳闸。这样的直流接地情况可导致保护及自动装置拒动。
图1 图2
3.直流系统接地故障的查找方法
3.1在线检测法
目前直流系统的绝缘检测主要采用微机型直流电源绝缘在线监测装置，不但可以监测全直流系统对地绝缘状况，还可以判断出接地的极性，检测出具体发生接地的直流馈线。该装置内部有一低频电压信号发生器，该信号发生器产生的低频电压加在直流母线与地之间。当直流系统中某一馈线回路出现接地故障时，该馈线上将流过一低频电流信号该低频电流信号经电流互感器传递给检测仪，经计算判断出接地馈线及接地电阻的大小。在线检测法的优点在于无需断电就可以将故障定位到具体的直流馈线回路，可节省大量时间，提高了故障处理速度，但在线检测法也存在明显的缺陷。缺点是该装置虽然 能监测直流回路接地的具体接地回路或支路,但是对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制,难以将接地故障缩小到一个小的范围。同时由于产品的技术受限，选线灵敏度低、抗分布电容能力不够等，导致了检测装置存在误报或漏报。
3.2便携式直流接地查找装置接地定位法
该装置技术是已经在工作中广泛应用。基本工作原理与在线检测法基本一致，但相对于在线检测法，它的优点是从“可移动”，无需断开直流回路电源,可带电查找直流接地故障。极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装置可将接地故障定位到具体的点,便于操作。但是该装置生产厂家较多,大部分产品存在抗分布电容干扰能力差,检测精度不高,误报较 多的问题。
3.3 拉路法
直流接地回路一旦从直流系统中脱离运行，直流母线的正负极对地电压就会出现平衡。所以通常从直流接地回路瞬间停电，确定直流接地点是否发生在该回路，这就是所谓的“拉路法”。 这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单方法，用拉路法查找接地时，一般先从信号回路、照明回路查起，再查操作回路、保护回路。直流系统是个不间断电源，基于它的特殊性，不能随意停电。近年来随计算机的大量使用，微机保护同样也不允许随意断开直流电源。现场排除故障中，经常发生非正常的闭环回路，采用双电源供电回路，以及变电站在现场施工、扩建、修试过程中遗留了直流负载的信号回路、控制回路和保护回路之间没有区分等等，使直流接地故障查找难度更加困难。因此在实际中仅依靠拉路法来查找直流接地显然是不可取的。
4.案例分析
500kVXX站直流系统下降，继保人员到站后查看直流电源绝缘在线监测装置报警情况，正对地电压偏低，正对地绝缘电阻降低。
装置无法判断绝缘下降支路。随后继保人员使用便携式直流接地查找装置查找故障，便携式直流接地查找装置判断出正对地绝缘下降，但由于现场正对地绝缘不断变化中，使得仪器无法正确的判断绝缘下降的支路。由于所有设备在运行状态，不得使用拉路法，所以最终未找到正对地绝缘下降的原因。但由于直流系统不是直接接地，且正对地绝缘未到告警值，属于一般缺陷，所以处理的方式是加强巡视观察，待结合停电工作逐一排查，最终在停电工作中使用拉路法发现杭州西门子MA-7型隔离开关机构箱热保护继电器F21的直流信号有绝缘下降现象，连接片有腐蚀现象。
处理措施：检查所有的隔离开关机构箱热保护继电器，发现腐蚀现象的进行更换，但是由于500kVXX站隔离开关多数为杭州西门子MA-7型设备，覆盖面广且设备都处在运行状态，难度较大，并且更换后不久出现同样绝缘下降的现象，效果不理想。经过进一步研究决定采用取消热保护继电器的信号接点的方法，从图8看出，97、98接点作为隔离开关马达过负荷告警信号，当马达运行且过负荷时，该接点才导通。只有运行人员操作刀闸时，马达才会运行。
如果远方/就地不能操作隔离开关时，马达过负荷影响的，运行人员可以在现场检查该继电器的动作情况，图6中看出热保护继电器的常闭接点串接在隔离开关的控制回路中，马达会停止运转，不能操作隔离开关。所以马达过负荷告警信号取消，不影响设备运行，取消该信号是恢复直流正常运行比较理想的措施。
5结论
直流系统接地故障严重影响到系统的安全稳定运行， 因此正确掌握直流接地故障的查找和排除方法以及有效的预防接地措施是非常有必要的， 当前查找直流接地更多是依靠实践和经验， 精通直流回路系统运行和维护的方法， 熟练掌握快速查找和处理直流接地故障的经验方法， 有利于及时处理故障， 以保证设备的安全运行， 确保电网稳定运行。
参考文献：
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论文作者:黄智
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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