摘要：所谓接地，就是将电气设备某一部分，通过接地线、接地网、接地极与大地相连，起到为故障电流、雷电流提供泄流通道，为设备提供零电位参考点，消除静电、电磁干扰等作用。火电厂接地系统复杂，若设计、监督、维护不到位，极易发生接地故障，如互感器二次回路多点接地、直流控制回路多点接地等，将造成保护、开关误动或拒动，给设备安全运行带来极大隐患。因此，了解各类接地作用，熟悉常见接地故障，掌握常见故障排查方法，对于电气专业人员来说尤为重要。
［关键词］火电厂；电气设备；常见接地故障；排查方法
引言
电力的广泛应用已经成为人们生产生活中不可或缺的重要能源，在我国的经济发展占据着重要的地位。火电是现在最常见的发电形式之一，当今火电厂的电气设备存在着一系列的故障问题，为了能够使电力供应稳定，火电厂负责单位应该要加强对电气设备故障的处理。本文分析研究了火电厂电气设备常见接地故障处理措施。
1直流接地故障危害
在火电厂变电站直流系统运行的过程中最常见的故障就是接地故障，如果在短时间内没有对一点接地故障进行处理，那么时间一长就会发展成为两点接地故障，这样不仅会致使系统短路和设备损坏，甚至还会造成安全事故的发生，导致巨大的经济损失。电气接地不当会致使电力系统短路，造成电气设备出现严重的故障。在火电厂中，一般将电气接地分为直流系统接地和交流系统接地两大类。当电阻确定时，必须依靠提高电流来协调两者之间的关系，可是特别要注意的是，电流过高会对人的生命安全产生严重的威胁。在直流系统接地之中，一般电气系统如果没有立即显示出短路，电气系统将会持续地运行下去，伴随着潜在的威胁，电气工作人员不易察觉到设备已经出现了故障，当进行操作时，可能被强大的电流误伤。另外，在交流电接地上，电气设备最常见的是出现老化问题。交流电接地时电机绕组极易触碰到电气设备的外壳，从而在绝缘区域出现老化的现象，降低电气设备的使用寿命。因此需要及时发现并消除直流接地故障。
2火电厂电气设备常见接地故障
2.1电流互感器两点接地对保护的影响
(1)电流互感器两点接地可能造成保护拒动。当两点接地发生在电流互感器二次线圈两侧时，两接地点经大地形成回路，可能会造成二次侧电流分流，尤其当两接地点距离较近时，将直接短路保护装置采样回路，因此对于过流保护而言，由于采集不到故障电流，故将发生保护拒动。(2)电流互感器二次回路两点接地可能造成误动。以变压器差动保护为例，理想状态下，运行中变压器高、低压侧电流互感器二次电流基本相等，差动继电器不动作。当二次差动回路两点接地时，若接地点间存在电势差，尤其是接地点有故障接地电流时，两接地点电势差会在差动回路中产生较大的不平衡电流，造成差动保护误动。
2.2直流控制回路接地故障
(1)当直流系统发生d1点故障短路时，电源正极接地故障。按照电路基础知识，我们知道:正极接地，则该电路正极电压U+=0V，由于负极未接地，U-=0-220=-220V。根据直流电路分析，在负荷1至负荷4的两端，仍然为220V电压，各负荷供电电压正常，由于电路接通，所以，电路不受影响。(2)当电路发生d2点故障短路时，电源负极接地故障。按照电路基础知识，我们知道:负极接地，则该电路负极电压U-=0V，由于正极未接地，U+=220-0=220V。根据电路基础知识，在负荷1至负荷4的两端，仍然为220V电压，各负荷供电电压正常，由于电路接通，所以，电路不受影响。(3)同理，当电路发生d3点故障短路时，与d1点一致，电路运行不受影响。(4)当电路同时发生d1点、d2点短路故障时，如图1所示。
图1d1点、d2点短路故障电流图
3火电厂电气设备常见接地故障排查方法
3.1电流互感器二次侧两点接地排查方法
正常运行时，电流互感器二次侧接地点接地电流为零，下面就电流互感器线圈两侧接地以及中性线两点接地电流情况进行分析，得出二次回路是否两点接地的检测方法。(1)互感器线圈两侧接地分析。如图3所示，根据节点电流定律可得出:I3=I1+I2，I1=Ia+Ib1+Ic，Ib1=Ib－Ib2，Ia+Ib+Ic=0，I1=－Ib2，I3=0。由以上公式可得出I2=Ib2，故当电流互感器发生两点接地时，中性线电流与永久接地点电流大小相等方向相反，两接地点电势差需经过互感器、负载才能形成回路，而回路电阻较大，故此时电势差影响可以忽略。(2)电流互感器中性线两点接地分析。如图2所示，当2，3接地点存在电势差时，定义电势差作用下形成的电流为Is，同样可以得出:I3=I1+I2，I1=Ia+Ib+Ic－Is=－Is，I3=0。由以上公式可以得出I2=Is。I2与I1大小相等方向相反。通过上述分析可得出结论:当电流互感器发生多点接地时，I1，I2将显著增大，且大小相等方向相反，日常运行时，通过检测永久接地点以及电流互感器中性点电流，即可判断二次回路是否发生两点接地。
图2电流互感器中性线两点接地
3.2直流控制系统接地排查方法
1)根据直流系统接地报警，关键是尽快查出接地性质与接地支路。正常运行时，正极对地电压为110V，负极对地电压为-110V。当发生单点非金属性接地时，相应正极或负极对地电压降减少，另一负极或正极对地电压升高，例如:当正极对地发生单点非金属性接地时，则U+﹤110V、U-﹥110V，据此，判断故障性质为正极单点接地。(2)通过拉合开关，判断接地支路，也称“拉路法”。就是停掉该回路的直
流电源，停电时间应小于3秒，一般先从信号回路、照明回路，再操作回路、保护回路等。逐项拉合支路开关，每次观察直流屏的监控单元情况，如果当拉开某路后告警信号消失，再次合上该路开关，告警信号再次出现，则断定此支路接地。当确定了接地点的回路范围后，再根据回路中可能接地的线路和设备，逐步缩小查找范围，直至找出接地点。一般情况下，潮湿污秽地方的电气设备元件容易发生非金属性接地。(3)低频交流信号注入法查找。该方法是将低频低电压的交流信号注入直流系统，当直流系统运行正常时，正负极的电流方向相反、大小相等，所以任一支路测得的电流和为零;当直流系统支路有接地故障时，在该故障支路能测出低频接地电流，由此，计算出接地电阻，从而判断接地支路。该方法查找主要使用便携式直流接地定位装置、绝缘监测装置等仪器。
结束语
火电厂电气设备接地系统十分复杂，涉及的知识面广，加强接地系统技术管理工作是电气设备安全、稳定运行的基础。电气设备接地系统如发生故障，轻则导致计量不准确、信号异常，重则会发生保护误动、拒动，进而发生重大事故。如果防雷接地和保护接地不规范，还有可能发生人身伤害事故。因此，需要火电厂电气专业人员从基建期开始，认真学习相关的规程规范，认真落实相关的规定;在运营期要严格执行接地设备定期检查、检验的工作制度，发生接地故障要及时排查处理。
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论文作者:张林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
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