摘要：直流系统对变电站的正常运行很重要，当控制回路、信号回路失去直流电源时，运监人员将无法对站内设备的运行状态进行有效监控，设备的正常操作会受到严重影响。如果二次回路如断路器分合闸回路或信号回路中发生直流接地故障，则极可能引起断路器发生误动或拒动，导致发生的事故扩大范围。一旦出现直流系统故障，应立及时将故障查出并消除。而在查找直流接地故障的过程中，如果对回路或查找方法不熟悉，则有可能导致二次回路出现多点接地等故障，进而扩大事故范围。
关键词：直流系统；接地故障；处理方法
0 引言
直流系统接地实际就是变电站直流系统和大地之间的绝缘度降低，其中主要包括：正极接地、负极接地、金属和非金属接地等。当出现接地故障时，会导致信号中断、设备拒动以及设备误动等问题，甚至还会导致电源中断、设备损坏等。本文分析了变电站直流系统的接地类型及接地原因，并提出了直流系统接地的几个处理措施及预控措施。
1 简述变电站直流系统的接地类型
1.1 正极接地
直流系统中出现这种接地故障时很容易导致相关电气设备出现误动现象。如果接地点的两端都有直流接地，表示接地点出现短路，进而会导致后方继电器出现励磁，导致误动，故障范围扩大。
1.2 负极接地
直流系统中出现这种接地故障时很容易导致相关电气设备出现拒动现象。如果出现负极两点接地的情况时，接地点间的继电器将被短路，当发生故障时，继电器不会启动，进而会导致相关设备拒动，甚至引发越级跳闸的情况出现。
1.3 直流系统与其他系统串接
1.3.1 直流系统与交流系统串接
交流和直流系统是两个相互独立的系统，直流回路是绝缘系统，而交流回路是接地系统，如果交流串入直流系统，势必会造成直流系统接地故障，引发严重的事故。在故障显示中表现的症状为正极接地或负极接地。
1.3.2 直流系统与其他直流系统串接
变电站直流系统与变电站通信直流系统是两个不同的直流系统，变电站直流回路是绝缘系统，而变电站通信直流系统回路是接地系统，如果变电站通信直流系统串入变电站直流系统，势必会造成直流系统中性点偏移，导致变电站直流系统对地电压升高。有两套直流系统的变电站，两套直流系统串接了，也将导致直流系统中性点偏移，引起直流系统异常。
2 直流系统接地原因
在变电站中，直流系统回路分布范围广，与户外端子箱、操动机构等连接比较多，容易受粉尘、潮湿、腐蚀等环境因素的影响，进而导致设备绝缘下降，发生接地故障。经过分析发现，导致直流系统接地有以下几个原因。
2.1 外力损坏
由于直流电缆线芯比较细、机械强度比较小，在外力作用下，极易造成损坏，形成接地，例如在直流电缆敷设、接线等工作中因方法不当造成电缆绝缘受损。同时，在二次回路中，直流元件绝缘性能低也会造成接地故障，比如断路器操作线圈烧损等。
2.2 环境因素
环境因素是造成直流接地最常见的原因之一。因为直流负荷、操作机构、端子箱等通常分布在户外等环境较为恶劣的地方，受粉尘、雨水、大风、酸碱腐蚀等影响，极易使直流系统绝缘下降或端子箱进水、受潮引发直流接地。
2.3 安装设计
安装系统时，未按照反措要求进行设计、安装，出现交流、直流共用一根电缆的情况。因为交流系统为接地系统，所以极易导致交流串入直流系统形成接地，同时，对于绝缘性能较差的电缆接头，如果处理不当，也易引发接地故障。
2.4 人员操作
作业人员在二次回路工作中出现失误，误将直流电源与其他接地设备触碰而造成接地。另外，未按要求加装防雨罩等防雨设施，直流线头裸漏也会引发接地故障。
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3 变电站直流系统接地故障的处理措施
3.1 故障排查法
对故障现场的概况进行分析。在正式排查之前，应分析天气情况和是否有人工作。有人工作时，可能人为的导致直流接地，可直接检查工作地点情况。阴雨、雾霾等天气状况可能导致其因为潮湿或腐蚀，也可能导致直流接地。
3.2 故障定位法
定位直流系统接地故障的位置可以借助定位仪或查找仪，例如便携式查找仪等。这种设备可以和拉路法协同运用，根据目前的情况来看，便携式直流接地查找仪使用比较方便，不需要切断直流回路的电源就可以找到接地点位置，进而有效地处理接地故障。总的来说，采取故障定位法来查找直流系统接地故障点位置，能够确保及时发现并定位故障，进而高效地处理故障，提高故障处理效率。
3.3 拉路法
根据直流接地回路自动运行的模式，当它与直流系统之间脱离时，直流母线中的正、负极需要保持对地电压的平衡，在查找直流接地系统的瞬间故障时拉路法比较适用，该方法的不足是无法准确定位到接地点，尤其是在相对复杂的直流系统当中，实际排查故障过程中有可能构成一个非常规的回路。
3.4 选线监测法
通过绝缘接地选线监测装置来进行选线，具体来说，就是在直流回路中相关回路的合适位置配置电流互感器，这样监测装置不仅能接收信号，还能通过信号对直流回路进行分析，进而确定故障接地点，配置在相关回路的传感器都是有双重编号的，与接地监测装置中的编号一致。其运行优势是：可以进行在线监测，进而更加及时、高效地发现故障并且准确定位，方便查找故障点的位置。
3.5 拆二次回路线法
当直流系统出现接地故障且接地点位置相对明确时，带电拆二次回路线法是最常用的方法，分逐一分离，进而分析是否存在接地故障。准确定位故障点是最关键的环节，同时需要专业人员来进行操作和配合，拆端子前需要对设计图进行分析，防止误动误碰导致其他故障的发生。找出某一范围后，从主回路开始检查，逐级做好排查。
4 预防变电站直流系统接地故障的相关措施
要预防变电站直流系统接地故障带来的危害，首先应做好日常维护工作以及设备的防腐防潮工作，对电气设备进行定期检查，看其是否存在进水、污染的问题，一旦发现问题就需要及时采取措施，对受潮和污染的部分进行处理，解除隐患。尤其是在特殊天气，例如大雾、阴雨连绵等，做好全面化、精细化的深入检查，因为任何位置都有可能会出现雨水侵蚀导致绝缘度降低的情况，所以要及时找到故障危险点并做好防潮保护处理。
在变电站系统施工过程中，要提高对施工人员现场作业的管控要求，避免施工人员接触与工作不相关的设备，重点防止因误动误碰导致的直流系统接地。要严格执行十八项反措，交直流回路严禁共用一根电缆，交直流电缆严禁同桥敷设，交直流端子必须间隔分布且有明显标识。
此外，做好直流电缆和直流元件的日常维护工作，要对不合格的电缆或元件及时更换，防止直流系统接地故障的发生。检修时做好直流电缆的绝缘测试工作，发现绝缘下降或接地电缆应及时更换，对于蓄电池做好安全保护，避免出现潮湿、腐蚀等问题。要加强设计控制提高设计水平。
5 结语
变电站直流系统的运行受到多种故障威胁，接地故障只是其中一项主要故障。处理接地故障存在一定的难度，因此故障定位必须高效、精准，同时需要准确掌握故障发生的时间、原因等，进而确保变电站直流系统高效稳定运行，充分发挥直流系统的作用，防患于未然，保证站内设备能够正常工作。
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论文作者:裘丹,罗田,王志国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：系统论文; 故障论文; 回路论文; 变电站论文; 电缆论文; 设备论文; 负极论文; 《电力设备》2018年第27期论文;