摘要：直流系统对维护变电站的电能输配送安全具有重要意义，是保障变电站正常运行的基础，当变电站直流系统的电源正负母线与大地发生接触，其绝缘电阻会发生下降变化，如果该电阻值小于某一固定值，就会导致直流系统发生接地故障。该文重点分析变电站直流系统接地故障发生的原因和处理方法，希望可以帮助变电站的工作人员提高故障检修质量与效率。
关键词：变电站直流系统接地故障
前言
直流系统在整个电力系统中发挥着重要作用，其分布范围较广，能够支持整个电网的安全运行。但是如果直流系统受到一些因素的干扰，就可能发生接地故障。对此，我们必须要掌握先进的科学技术排除这些故障，进而维持变电站的安全运行，为我国电力工作的蓬勃发展做出贡献。
一、变电站直流系统接地故障及主要形式
由于直流系统电源有正极和负极之分，因此变电站各项电力设备都要进行接地处理，并对阻抗数值进行控制，以此来保证变电站直流系统的运行安全。变电站直流系统接地故障发生时，电源正极和负极对地绝缘阻抗数值会下降至标准数值以下。在实际变电站运行过程中，直流系统分布较广，而且线路设置也十分复杂，对应的负荷涉及的范围较广，四周复杂的自然社会环境条件会对直流线路和电气设备带来不利的影响，致使线路绝缘受损和端品破裂等问题发生，从而对设备的绝缘度造成影响，引发接地故障发生。
二、变电站直流系统接地故障的主要形式
由于变电站直流系统所处的地理位置、区位环境不同，变电站直流系统发生的接地故障也有所不同。
1、接错线导致接地故障
接错线导致接地故障是指在变电站直流系统进行二次接线的时候，电气设备的电缆芯两头未经处理，处于裸露状态或者同其他线路错接，没有按照规定都同端子接线运行导致的接地故障。同时，如果出现了断路器端子排二次线上螺栓松动等类似的现象也可能导致接地故障。
2、接线绝缘下降导致接地故障
在电力线路的实际设计过程中，经常会把干扰电容设备安装在大地和电力系统正负极之间。这样能够达到抗干扰、保护系统安全的目的，进而提高电力系统绝缘水平，保证电路的安全运行。这时，如果电容器出现击穿、内部元件损坏等一些问题的时候，也就很容易出现直流系统接地故障问题。
3、电气设备受损导致接地故障
二次接线不仅可能受到外界干扰，还可能受到内部的破坏，处于一种较为复杂的运行环境中。在实际生活中，很有可能发生二次接线盒进水的情况。例如在雨季，二次接线盒被雨水反复渗透和侵蚀后，二次接线盒内部就会进水，进而导致接线盒外盒和接线桩头之间导电造成接地故障。
4、直流系统长时间工作引发的接地故障
直流系统长时间工作也会引发接地故障。如果二次接线设备受到内外破坏力的作用，导致它的绝缘层被破坏，绝缘度下降，就有可能引发接地故障。同时如果直流线路裸露也会导致接地故障，为了预防这种现象的发生，就需要电力系统施工的工艺达到标准。
三、解决变电站直流系统接地故障的方法
变电站的工作人员在针对直流系统的接地故障进行检修时，需要先明确系统发生故障的原因。第一，当直流系统处于正常运转时，如果有小动物爬进某个子系统或者有金属物品掉落在原件上，不仅会对系统的电流运行产生影响，导致系统无法正常运行，还会因为短路问题引发接地故障。第二，如果工作人员没有按照接线标准开展接线工作，或者工具使用不当，使得线路连接错误，同样会引发短路、断路问题，从而产生接地故障。第三，变电站的监管工作没有做到位，直流系统的组成部件存在型号、质量不合格的问题，没有及时更换严重老化的正、负母线，使得直流系统在运行过程中出现正、负母线两端接地故障。
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四、直流系统接地查找方法
1、利用绝缘监测装置判断
在安装设备时通常会直接将绝缘监测装置安装在直流母线上。当其处于正常运行状态下时，绝缘监测装置会以数字的形式显示出母线电压，并对直流系统正极和负极母线绝缘情况、母线的运行情况实时监测，并对接地故障进行报告。当前微机选线型直流绝缘监测装置在变电站中应用较为广泛，其不仅能够实时监测直流系统，而且能够对直流系统正负极和支路的对地绝缘状况等信息进行直接测量。应用绝缘监测装置时，在不切断直流回路负荷的情况下即能够寻找故障点。但当平衡桥电阻和切换电阻参数等设计中存在不合理情况时，直流系统正负极对地电压波动会较大，部分时候一点接地还会有误动作发生。
2、利用万用表测母线电压变化判断
直流系统接地故障发生时，需要将直流网络内的所有工作切断，并对接地点进行查找，避免引起两点接地的可能。这主要是因为直流系统发生单相接地时该项电压会降低，没有接地故障端会升高，因此当发生接地故障时，可以利用万用表来对母线电压进行测量，以此来对接地点进行判断。
3、瞬时拉路法判断
在变电站直流接地故障查找时经常会利用到瞬时拉路法。这种方法是通过断开该回路的直流电源，停电时间通常不会超过三秒。针对负荷的重要程度，依法对直流屏所供应各回路直流负荷拉开。当切除其中某一回路时故障消失，则表明故障就位于该回路内。再利用拉路法来进一步对故障位于哪一支路进行判断。在运用瞬时拉路法来对故障进行判断时，由于需要断开各条支路，这必然会导致直流供电可靠性降低。一旦有重要负荷无法停电时，则需要考虑备用临时直流电源作为备用电源。当前二次系统十分复杂，而且变电站在施工或是扩建过程中还存在一些遗留问题，信号控制和保护回路区分不严格，甚至形成一些非正常闭环回路、寄生回路、同极二点接地及绝缘不良等情况，这就导致瞬时拉路法在对接地故障查找时难度增加。
4、便携式直流接地故障定位装置定位法
便携式直流接地故障定位装置可带电查找直流接地故障，可以定位到具体的位置，提高了查找的工作效率，而且查找时安全性也有所保障。但在具体检测过程中这种方法存在检测精度不高的问题，也会有误报情况发生。
5、根据运行方式、操作情况、气候影响
等现场情况来判断在实际变电运行过程中，当发生直流接地时，需要断开具体的电源，并对故障信号是否消除进行检查，重点针对容易发生接地故障部位及绝缘较差的位置进行查找，在实际故障查找过程中，需要有效的结合接路法和分路法，在对全部直流负荷全面检查完成后还没有查找具体故障点时，则要具体检查蓄电池、浮充装置、电压绝缘综合监测装置、直流母线等，通过瞬时拉开刀闸、邓下直流保险、断开直流总空开关等，这些操作完成后故障仍然存在时，即表明直流母线自身存在接地情况，立即对故障母线进行停电处理。
结语
综上所述，变电站长时间运行使得直流系统出现接地故障的频率增加，严重影响变电站的正常运行。因此，工作人员要明确解决直流系统接地故障的重要性，采用接地故障定位法、瞬时拉路法等方法开展接地故障检修工作，提高直流系统运行的安全性与稳定性，保证变电站生产活动正常开展，实现社会效益与经济效益的统一。
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论文作者:宁沛生,零伟龙,杜阳帆
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：故障论文; 变电站论文; 系统论文; 母线论文; 发生论文; 回路论文; 接线论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;