摘要：文章通过事故案例，来说明直流系统的重要性，以及对供电系统的危害。针对直流系统中常见的接地故障简述直流接地的危害总结出直流接地的处理及防范措施。
关键词：直流系统；直流接地；防范措施
1直流系统的重要性
变电站的直流系统存在种类繁多，接线情况复杂的情况。而变电站的直流系统又恰是电力系统中非常重要的电源系统，它是一个独立的电源，不受发电机、站用变以及系统运行方式改变的影响，是由蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统。作为变电站二次系统的重要组成部分，主要为控制回路、信号回路、继电保护自动装置、断路器分合操作等提供可靠稳定的不间断电源。
2014年6月18日16时，国网甘肃电力所辖330千伏嘉峪关变电站110千伏嘉汉线、果汉线故障跳闸，330千伏嘉峪关变电站110千伏系统保护和控制直流电源失去，造成嘉峪关、酒泉地区损失负荷9.2万千瓦，停电用户17.227万户。该事件的直接原因为龙卷风引起的线路异物搭挂短路事故。事件扩大原因为330千伏嘉峪关变110千伏直流电源因总空开内部故障跳闸，造成110千伏直流系统失电，110千伏母联及所有出线开关保护装置失电、控制回路失电，在嘉汉线发生故障时，保护无法动作，越级导致1、2、3号主变中压侧后备保护动作，110千伏I、II母线失压，进而引发大面积停电事故。
330千伏嘉峪关变电站110千伏直流馈电示意图
该站直流系统存在严重的隐患，直流供电方式不满足反措要求，嘉峪关变采用直流小母线供电，全站直流系统虽由原单电单充方式改为两电三充方式供电，但110千伏直流系统始终没有进行改造，仅更换了直流总空开，保持原有的单段运行方式，所有110千伏直流回路均由同一个总电源空开供电，且未将控制和保护直流负荷分开。本次事件中，由于总电源空开故障，造成110千伏直流保护、控制电源全部失去。
从此次事件看出变电站直流系统是整个变电站控制的动力来源，也是变电站内部的核心枢纽，而作为运维人员在日常运维中直流故障除了上述直流空开故障外，最常见的便为直流接地故障，当出现直流接地故障时我们又该如何去处理。
2直流系统的接地故障
2.1直流系统接地定义
当直流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，称为直流系统接地；当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地；当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
2.2直流系统接地产生原因
直流系统是个不间断工作长期带电的系统，支路很多，负荷涉及面广，会因环境改变、气候变化、污染、高温等引起电缆老化、接线端子老化、元件损坏以及设备本身等问题引起绝缘水平下降。一般来说，投运时间越长，其接地的概率越高。具体分类如下：
（1）电缆、设备、元器件老化造成绝缘水平下降，特别是遇到大雨、浓雾等特殊天气引发直流系统接地，天气好转时可能会消失；
（2）设备检修或改造施工等原因造成直流系统回路线头松动、脱落并碰触金属外壳，造成直流系统接地；.
（3）设备过热引起的接地，直流母线电压过高使长期带电的二次设备（继电器、自动装置）过热损坏，造成的直流系统接地故障。
（4）二次电缆沟电缆的进出口、接线盒（箱）封堵不严时，电缆外皮被老鼠咬破，容易引起直流接地。
2.3直流系统接地的种类与危害
从现实直流系统接地的构成上归纳起来有以下几种：按接地极性分为正接地和负接地；按接地类型上分为直接接地和间接接地；有的称为金属性接地(也称完全接地)和非金属性接地(也称非完全接地)。此外还有按接地情况可分为单点接地、多点接地、环路接地、绝缘和交流半接地等。
正极接地可能造成断路器跳闸。由于断路器跳闸线圈均接负极电源，当发生系统正极接地时，正极经过大地构成回路，使跳闸回路导通引发断路器的跳闸。负极接地可能造成断路器拒跳。当负极接地保护动作由于中间继电器被短接，继电器不工作，产生断路器拒动现象，使事故越级扩大。
3直流系统接地故障的处理方法
直流系统发生接地故障后，首先要确定直流母线接地点的极性、接地性质，按照运行方式、操作情况、气候情况、施工范围等，确定查找方法。
变电站直流系统无论是常规保护还是微机综保，其查找接地的方法大致相同，关键要熟悉现场直流系统的接线，合理运用各种查找的方法。拉路顺序可按先信号后控制、先室外后室内的原则。如果站内二次回路有在施工的或有检修试验的应立即停止，拉开其工作电源，看信号是否消除；对于信号回路，如测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开，其不影响保护跳闸回路，只涉及监控、位置信号，可最先拉路。对于保护控制回路，在拉路前，先将有关联的保护跳闸出口压板退出，防止保护直流电源消失后在突然上电，保护误动。拉路时间越短越好，需控制在3秒以内。应按照下列顺序进行：
①断合现场临时工作电源；②断合故障照明回路；③断合信号回路；④断合闸回路；⑤断合附助设备；⑥断合蓄电池回路。
4直流接地故障的防范措施
既然直流系统的重要性极高，而直流接地又是其中最为常见的故障，如何防范直流系统在运行中可能出现的异常状态，是不可缺少的重要环节。结合实际工作经验总结出以下直流接地异常的具体防范措施。
（1）做好防雨、防潮措施
在雨季到来之前做好防雨，对渗漏房屋及时维修，以免因室内漏雨造成直流接地。室外端子箱进行密封处理，如定期更换室外端子箱密封条、及时修理损坏的门轴，以防止端子箱密封不严造成进水。室外端子箱安装加热器、除湿器等防凝露设备。
（2）加强对二次设备的巡检、清扫、检修和验收工作
定期检查直流二次回路，发现二次设备存在隐患及时上报并制定出治理方案，马上整改。当发现直流母线电压过高时（直流母线电压变化不超出允许范围
），应降低浮充电流，使母线电压恢复正常，防止因长期带电的电气设备过热损坏而造成直流接地故障。定期对直流回路进行清扫、检修和试验工作，不放过任何死角，验收时认真把关，确保检修质量。
（3）防小动物的侵入
在各配电室门口加装防鼠挡板。对电缆沟和控制屏的二次电缆进出口处用绝缘板及防火堵料做好封堵。定期检查室外端子箱，及时清理端子箱内的蜘蛛网和其他异物，同时检查封堵是否完好.
5结束语
作为直流系统中常见的接地故障其查找与处理是比较复杂的，只有在工作中不断积累经验，运用各种查找方法，科学、合理地运用规范化的流程步骤，简化查找直流回路的复杂性，有效地缩短了查找时间才能保证电力系统的稳定运行。
论文作者:谢菊梅1,罗丽娟1,魏雯1,丁戈2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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