成少栋
（广东电网潮州潮安供电局有限责任公司 广东省潮州市 521000）
摘要：变电站的直流系统很容易受到各方面的影响而发生直流接地故障。通常，直流系统发生一点接地时，不会引起任何危害，但是也要及时消除，否则可能演变成两点接地，造成信号、保护和控制回路发生误动或者拒动、熔断器熔断、直流系统短路等严重后果。因此，发生直流系统接地故障时，怎样快速、准确的找到接地位置，并及时消除，使直流系统恢复正常运行，是需要分析和掌握的问题。本文主要阐述了直流电源系统接地故障发生的具体原因以及直流系统接地故障危害，并探讨了直流系统接地故障的查找与排除方法，希望能提供一些参考价值。
关键词：变电站直流系统；接地故障；处理方法
1直流系统接地概述
1.1直流系统接地的概念
就直流电来说，其在正常情况下，自身所对应的电源正、负母线都是绝缘的，一旦其中的一点与大地进行接触时，其对应的绝缘电阻发生了变化，降到某一个固定值甚至是低于这个固定值时，就被叫做直流系统接地。当其中的正极绝缘电阻与某一个规定值相比较低时，其就叫做正接地，当这种情况下的接地端是负极时，它被叫做负接地。
1.2直流接地的分类
对直流接地进行分类，它主要根据直流的接地端不同被分为正接地和负接地，要是从接地类型上对其进行分类，则可以被分为直接接地和间接接地，也有一些人根据金属性将其分为金属接地和非金属接地两种。在对其分类进行探究的过程中，它还可以根据绝缘下降和接地点多少等进行不同的分类。
2直流系统接地故障
一般情况下，变电站直流系统直流母线的正、负极对地绝缘电阻相等，直流母线正负两极对地电压一致。如果直流回路发生一点接地时，必然造成正极或负极对地电压产生变化，接地极对地电压降低，非接地极对地电压升高，因为未构成接地回路，并不会造成严重危害。但是如果直流系统发展成两点接地，有可能造成信号回路故障、熔断器烧毁、断路器误动或拒动，严重威胁电网安全。所以，一旦变电站内发生直流系统一点接地故障，此时，运维人员应当迅速查找接地点，避免发生两点接地的情况。
3直流电源系统接地故障发生的具体原因
3.1电气设备和二次回路接地的故障隐患
例如，在设计时，直流带电设备与接地设备或交、直流带电设备之间绝缘距离不足，当回路出现过电压时，可能击穿间隙，形成直流接地。因施工工艺不规范，二次回路的金属带电端有断线或摇晃不牢，或电缆芯破损裸露接触柜体，造成直流接地的情况。
3.2工作人员的疏忽大意导致故障隐患
有时直流电源系统接地故障发生的原因，也可能是由于工作人员的疏忽大意导致，所以应该减少人为因素造成的直流电源系统接地故障发生。
3.3气候因素导致故障隐患
气候因素导致的故障，主要表现为设备在长期运行过程中，由于环境发生变化以及遭遇突发的天气，比如大风、暴雨、大雾及潮湿的气候时，容易引起压力表、室外端子箱以及直流电源系统的绝缘性能的大大降低，引起直流电源接地故障的出现。
4直流系统接地故障危害
直流系统发生两点接地会产生非常严重的后果，通常有以下几种情况，具体如表1和图1所示：
表1 直流系统常见危害
图1 变电站直流系统接地故障示意图
第一种（正极）接地会造成电力设备以及保护装置误动。由于跳合闸线圈、继电器线圈一般与负极电源接通，正极接通即动作。如图，1，当A、B两点出现接地时，则会使KK、1ZJ接点处短接，进而促使HC励磁，引起非正常的误动作合闸。A、C两点接地时，KK、BCJ接点被短路而启动TQ，造成误动作跳闸。
第二种（负极）接地会造成电力设备以及保护装置拒动。如图1所示，当B、D处出现接地，那么合闸线圈HC被短接，当KK、1ZJ动作时，无法使HC励磁并启动合闸，使开关拒动。当C、D处出现接地，跳闸线圈TQ被短接，当KK或BCJ接点动作时，无法使TQ启动跳闸，开关拒跳，KK或BCJ接点、熔断器RD也会被损坏、烧断。当线路或者其他电气设备发生故障时，将因断路器拒动，造成越级跳闸等事故。
第三种（正负极两点）接地为最严重接地故障，当直流系统处于两极两点接地状态时，如图1所示，当A、D两点发生接地时，不仅使整个回路处于失灵，更会因为形成短路引发熔断器RD融断；同时可能造成蓄电池的损坏，严重的将发生爆炸。通过以上的分析和探讨，变电站内直流系统发生两点接地的后果严重，所以当监测到一点接地时，运维人员和电力监控人员应该重视，并且前往现场查看接地点，恢复有关设备的绝缘，在天气阴湿情况下更应该加强监视，防止出现两点接地的情况。
5直流系统接地故障的查找与排除方法
首先，在查找接地故障时，需要遵循一定的原则，可以按照气候影响、运行方式、操作状况等因素来判断可能出现的接地故障，此外，还要遵循一定的顺序，先检查室外，再检查室内，按照先负荷后电源的具体原则，可以采用分路处理以及拉路寻找的方式进行。但是在实际的故障查找中，由于大量的接地故障具有不稳定性，会随着具体环境的改变而发生改变。所以，要重点采取几种合理的方法进行故障分析与处理。
5.1拉回路法
在实际的直流电源接地故障分析处理时，应用最广泛的就是拉回路法。其具体原理就是将该回路的直流电源断掉，但停电时间不能超过3秒。具体的操作流程为：信号回路—照明回路—操作回路—保护回路。因为电力系统中的二次系统越来越复杂，再加上电力施工中留下的种种施工隐患，使大部分的保护回路、信号回路与控制回路三者之间已经没有一个相对明确的界限，多数只是一些不正常的闭环回路系统；因此，从这种视角下分析，就增加了拉回路查找故障的技术难度，由于这种不确定的因素存在，在拉回路检测故障过程中，经常会导致跳闸事故的发生。通常电路系统是与微机系统连接在一起，出于微机保护的目的，不能造成经常断电的事故发生，如果在设备以及环境条件不允许的情况下，再通过上述检测方法之后依然找不到具体故障，就应该重点考虑电源的同极性两点接地情况。如果发现接地故障是存在于某一回路中，就应该采取先解环再通过拆段端子以及取保险的方法进行检查。
5.2直流接地选线装置检测法
这种方法是通过在线检测直流系统电源接地故障的一种方式，其主要优点就是能够随时将直流电源系统中的故障进行报告，通过在线监测，准确将接地回路中的编号显示出来。但是也有不足，该装置无法准确定位故障的接地点，只可对直流回路的具体接地点支路或者回路进行在线检测，因此，从技术上分析，严重受到监测点安装数量以及位置的影响，故障范围不能准确缩小。此外，该控制装置在使用中需要在线安装，对于原有的系统改造造成了严重影响。最大的弊端就是检测精准度不高，误差报错经常出现，此外，抗分布干扰性电源性能也较差，在以后的发展中应逐步向检测精度高、监测点不受外界条件约束或者直流电源接地线选线准确的方向发展。
5.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法
该方法是近年兴起的一种直流电源故障检测方法。此类装置设备的主要特点，就是在使用过程中不必将直流回路电源断开，因此，可以带电查找直流电源的接地故障，与前两种方法相比，可以大大提升直流接地电源的安全性和稳定性。此外，便携式直流接地故障定位装置故障定位法可以将故障定位到具体的某一个点，十分便于操作。
6查找直流接地故障的技巧
6.1及时查找
由于直流电源的接地故障会随着当地气候条件以及环境的变换而发生变化，因此，故障的频率并不稳定，遇到直流电源接地故障时，应该及时查找原因并作出处理。
6.2定期巡检直流系统的对地绝缘
对于故障的出现要有一种未雨绸缪的心理准备，所以，应该采用精度较高的装置设备对支路电源的接地线路进行不定期的检测，对绝缘性能较差的直流回路要做相关的记录，然后再集中目标重点展开检测。
6.3按序查找
检查故障问题时所要遵循的具体原则，例如，先检查信号处理回路，再检查事故照明回路，再检查操作回路，最后再分别检查控制回路和保护回路。
6.4对环路供电的直流系统应先断开环路开关
如果在环路供电的直流系统环路开关已经断开的情况下，就应该再对接地故障回路进行详细检测，在实际的生活中，这样的情况会经常遇到，一般情况下，接地故障回路表现出来的都是两个或两个以上的接地回路，因此，应该找到接地更为严重的回路，然后再根据具体的情况展开继续查找故障。
6.5选用高精度的查找装置
在日常的接地故障查找中，有时会遇到接地警告相对严重的情况，所以，这种情况下并不是只有一点回路接地，此时，就可以采用精密的测量仪器对不同程度的接地回路故障进行准确区分界定，先从接地故障十分严重的回路进行分析处理。
6.6经验查找
经验查找对于上述几种查找故障的方法而言，已经是一种相对传统的故障查找方法，但是在实际生活中也会用到，主要是重点对过去经常出现故障的接地回路或者绝缘性能较差的接地回路重点检查。
7结语
总而言之，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，进而确保电网的稳定运行。
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作者简介：
成少栋（1982.10），男，广东省潮州市人，合肥大学本科，广东电网潮州潮安供电局有限责任公司，研究方向：变电运行及检修。
论文作者:成少栋
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/17
标签：故障论文; 回路论文; 系统论文; 发生论文; 变电站论文; 方法论文; 直流电源论文; 《河南电力》2018年15期论文;