摘要：为了保障用电的安全、顺利，电力系统的高效、稳定运行最为关键。另外，变电站直流系统一旦发生接地故障将直接导致整个电力系统的不稳定，甚至停止运行。因此，为了保证电力系统的安全运行，针对于变电站直流系统的接地故障进行及时有效的定位排查尤为必要，以便于变电站安全、可靠的运行，进一步推进我国电力事业的发展。
关键词：变电站；直流系统接地分析；故障快速定位；相应对策
1 引言
随着电网的不断发展，整个电网被分为诸多系统，每个系统既各司其职，又相辅相成，从而保证整个电网的安全稳定运行。由于人们用电需求的不断加大，使得整个系统逐渐发展的庞大而又复杂。因而，系统一旦发生故障就很难及时准确的定位排除，给整个电网系统带来巨大的安全隐患。所以，必须对电网系统进行分析研究，制定出较为有效的措施实现故障的准确定位，并及时的进行维护处理。其中首当其中要解决的就是变电直流系统的接地故障，究其种类众多、系统接线过程复杂、故障排除工作极其困难、对整个电网影响巨大等原因，必须首先保障电网中这一重要组成系统的安全，以便实现整个电网的稳定运行。下文就是对变电站直流系统接地故障产生原因、快速定位的方法措施以及故障排除的相应对策进行的分析探讨。
2 变电站直流系统接地分析
2.1 接地故障的定义
变电站直流系统接地指的是该系统的正负极与大地之间的绝缘值稳定在某一规定值时的一种现象。而具体到系统的哪一极与大地相连，就依据如下原则：如若系统正极绝缘水平低于规定值，那么系统正极接地；同理，当系统负极绝缘水平低于规定值时，系统负极接地。如图1所示，下面是变电站直流系统结构简图：
图1 变电站直流系统结构简图
2.2 接地故障的产生原因
变电站直流系统由于其工作的特殊性，使得其必须搭建完成后就不能停止工作，长期的带电工作，加上工作环境的变化，很容易导致电线外皮老化脱落、接线端不稳固、元器件损坏等现象的发生。
随着使用时间的增加，变电站直流系统中的元器件、电线等的使用质量都会随之逐渐降低。通常情况下，设备器件使用周期的长短与变电站直流系统发生接地故障的概率是成正比的。与此同时，天气气候也会对系统造成非常严重的影响，雨季、大雾、高温、低温等恶劣天气下，很容易使得电线以及相关设备器件发生问题，从而影响系统正负极的绝缘水平，导致系统接地故障的发生。另外，在进行变电站直流系统的完善工作中，可能会因为工作人员的误触或者施工时的震动等原因，造成电线接线端头连接松动，然后触碰到金属外壳等从而导致系统接地现象的发生。还有可能是由于变电站相关装置的损坏也会直接导致直流系统接地故障的发生。
因此，可以得出结论：该系统对其工作的环境要求极为苛刻，导致变电站直流系统发生接地故障的因素有很多。一旦发生接地故障，定位排查工作量非常大，要求更为快捷有效的故障排查对策，才能够保证及时有效的解决接地故障，保障变电站直流系统的正常运行。
2.3接地故障的种类和危害
变电站直流系统的接地故障按照接地故障类型分为：直接接地、间接接地；按照系统接地极性分为：正极接地、负极接地。根据不同的要求有着不同的分类标准，总归接地故障的发生是复杂多样。并且，接地故障发生时，轻者使得电力系统不稳定，重者电力系统瘫痪，造成巨大的经济损失。因此，避免接地故障的发生，及时有效的解决已经发生的接地故障对保护人们经济财产，保证人们正常生活以及工作用电是十分重要的。下面图2是正极接地图：
图2 直流系统的正接地
3 故障的快速定位
3.1 定位方法
由于变电站直流系统回路众多，一旦发生接地故障时一时很难定位到故障的发生位置，此时最为有效的故障定位措施就是断路排除法。就是把直流系统中的各个小回路逐个断开，然后观察接地故障是否还存在，如若故障依旧存在，则说明接地故障发生在该断开点的上级回路之中的某一位置，如若不存在，则说明接地故障在该断开点以下的线路之中的某一位置。然后对应的向上级或者下级回路进行断开点逐步排除，最终将接地故障点定位在诸多回路中的某一段回路之中。之后利用把该段回路的电线进行剖解、拔出插件的方法，确定接地故障点是在室内还是室外，是在插件内还是插件外；最后利用摇表分析探测接地故障可能发生的位置。经过这样一步一步的排查，由大到小，由表及里的方式最终将接地故障点准确定位出来。
3.2 具体实施
首先，要确定各个断路的断点位置，变电站直流系统中的空气开关或熔断器是最好的选择。断电方便，易于实现频繁的断电任务，便于进行接地故障的排查工作。但是空气开关或者熔断器结构较为复杂，配置方式层次多，很容易发生断点重复、错误断点等现象。大多的空气开关或熔断器由总路和分路串联而成，每段回路的复杂程度也不一致，要想准确的实施断路断电，就必须对直流系统回路结构、布局由充分的了解。所以，进行断路排除法的第一步就是了解、熟悉系统回路构成以及布局，从而确定准确有效的回路断点位置，为后续接地故障排查工作打下基础。
其次，如果直流系统设备完善，已经在各回路中提前安装了绝缘检测仪。那么接地故障就会很容易的被定位。但是如果直流系统设备安装不完善，没有安装绝缘检测仪，这时就应该按照断路排除法来排除定位接地故障的位置了：一旦某一处空气开关或者熔断器断开后，接地母线电压指标立刻升高，那么，接地故障点就应该在该断点的下级回路中。然后再逐次进行下一级的断路排除工作：利用万用表或者电压表直接检测接地母线的电压，当空气开关或者熔断器断开时，如果电压立刻升高，那么，接地故障就应该在此时断点的下级回路中。
最后，从总路到分路已经排查完毕，在该回路已经没有下一级线路可以进行断路排除了，所以，这时候就应该使用绝缘检测表，根据排查结果，对可能故障线路进行绝缘检测。据统计以及经验可知：大多数的接地故障发生在室外，因此，应该着重检测室外线路。把该线路所有的电线外皮以及接线盒打开，观察电线是否有损坏，接线盒内是否有积水、接线头松脱等现象，从而准确的找到接地故障所在。另外，剖开电线外皮以及接线盒时要做好标记，以防后期接地故障被处理完毕之后接线错误现象的发生。
4 故障定位以及解决措施
接地故障发生之后，首要的工作就应该是进行对接地故障的评估分析，然后及时有效的制定相关措施来解决它，以防止接地故障的累加对电网造成更大的损失。因此，为了保证变电站的稳定持续运行，满足人们正常的生活以及工作需求，掌握接地故障的迅速定位以及解决措施十分有必要。
（1）首先，当接地故障排除被发现之后，首要工作不是立即进行大规模的维修工作，而应该是对接地故障对系统造成的影响大小进行评估。如果接地故障影响甚微，那么，可以采取相对保守的解决方案；如果接地故障的影响非常大，严重影响系统的稳定运行，那么，就可以相应的采取停止整个系统，对接地故障点进行彻底的维护。这样既可以保证变电站的稳定运行，又可以减少因维护工作延误变电站运行造成的相应损失。
（2）其次在快速定位接地故障位置时，利用更加先进、专业的仪器使得接地故障定位工作事半功倍。同时提前在各回路上安装绝缘检测仪可迅速、便利、准确的定位接地故障的发生位置。完善变电站电网系统的监视机制，从而提高接地故障定位的能力，保证变电站的安全、顺利运行。
5 结束语
综上所述，我们可以了解到变电站直流系统对变电站稳定运行起到的重要作用，以及变电站直流系统发生接地故障的原因、危害等。虽然变电站直流系统出现了接地问题后，并不会直接导致短路电流，仍然可以继续运行，但是接地故障不能置之不理，一旦接地故障累积起来，将会对电网整个系统造成不可估量的损失。
参考案例
[1]陈韬,胡书琴.变电站直流系统接地故障的分析及对策[J].电力学报,2009,24(2):145-146.
[2]梁建斌.变电站直流系统接地故障查找的研究[D].华南理工大学,2013.
[3]叶炜,张文生,吴垂扬.变电站直流系统接地故障定位及检测装置选用[J].应用科技,2007,34(12):40-43.
作者简介
彭旭东（1986.5-），男，本科，主要从事变电运行方面工作。
论文作者:彭旭东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
标签：故障论文; 变电站论文; 系统论文; 回路论文; 发生论文; 工作论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第6期论文;