摘要：随着社会经济的不断发展和人们生活水平的日益提高，人们的用电需求也在不断增加，从而电力技术得到大力发展。在电力技术发展的过程中，变电站在系统中也越来越重要，这样对直流系统的稳定性有越来越高的要求，最主要的就是要改善直流接地故障。基于此，本分详细的分析了变电站直流接地故障，并提出了相应的解决对策。
关键词：直流系统；接地故障；解决对策
在电力系统中，变电站直流系统是一个重要的组成部分，因为其拥有大量的精密设备和复杂的回路，它不仅仅是一个独立的电源系统，还给其他部分提供电源。通常直流系统在运行的过程中是非常稳定安全的，但是由于精密设备、复杂回路以及外界因素的影响，直流系统在运行的过程中可能会产生一些故障，最具有代表性的就是接地故障[1]。如果对直流接地故障没有进行有效彻底的解决或者是视而不见极有可能造成更严重的后果，因此要对变电站直流接地故障进行深入的分析。
一、直流接地故障危害
在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，如果对一点接地故障在短时间没有进行处理，那么在时间一长就会导致一点接地故障发展成两点接地故障，这样不仅会导致系统短路和设备损坏，还会导致安全事故的发生以及造成巨大的经济损失。因此要及时的发展并解决直流接地故障，避免造成更严重的后果。
直流系统两点接地的危害：
1.断路器误跳闸
图1 开关跳闸回路图（保护跳闸接点短接）
当直流接地发生在A、B两点时，将保护跳闸接点短接，也就是AB两点直通，起动跳闸线圈，断路器可能造成误跳闸。
2.断路器拒跳闸
图2 开关跳闸回路图（跳闸线圈短接）
当直流接地发生在B、C两点时，将跳闸线圈短接，断路器可能造成断路器拒跳闸。
3.熔丝熔断
图3 开关跳闸回路图（正、负极短接）
当直流接地发生在A、D两点时，将直流正、负极短接，引起熔丝熔断。
二、造成故障的原因
变电站直流系统涉及的范围较广，外露部分多，很容易受潮气、尘土腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，所以在运行的过程中很难保证时时刻刻都处在完美阶段，并且让该系统达到这种状态也不太切合实际，所以各方面的因素都会导致直流接地故障的发生[2]。以下是造成直流接地故障的原因：
1由下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通起来，引起接地。例如瓦斯继电器不装防雨罩，雨水渗入接线盒，当积水淹没接线柱时，就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气（如梅雨天），潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。
2由小动物破坏引起的接地。当二次接线盒（箱）密封不好时，蜜蜂会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来时，就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时，也容易引起直流接地。
3由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件（如经常开关的开关柜柜门）靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。
4接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线（如10kV开关机构箱内的二次线），若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。
5二次防雷元件被击穿或因质量问题绝缘降低造成的接地。
三、故障实例
案例1：二次接线端子受潮或进水引起的直流接地故障：
2017年5月9日，持续多日暴雨，110kV建陶站后台监控报出#1直流系统接地告警信号，运行人员到达现场，检查#1直流系统见监控装置显示负极对地绝缘仅为35.6KΩ，负母对地电压为-38.1V，其中报出041支路绝缘为12.8kΩ。
图4 绝缘监察仪告警情况
14时45分，继保人员到站办理工作票后开展缺陷排查，排查步骤如下：
1.在#1直流馈线屏：断开041支路空开（110kVGIS本体信号电源），直流接地信号复归。
2.在110kV GIS设备区：逐个断开各间隔汇控柜内本体信号电源空开，当断开110kV百陶甲线本体信号电源空开时，直流接地消失，电压恢复正常。
3.在#110kV百陶甲线汇控柜：逐条解开本体信号线，当解开707-19电缆芯（至出线套管气室密度继电器）时，直流接地消失，电压恢复正常，用绝缘摇表测试该电缆芯对地绝缘为10.7kΩ，怀疑出线套管气室密度继电器二次接线端子进水受潮导致绝缘降低。
4.由于线路运行，出线套管气室密度继电器与线路出线距离比较近，考虑安全因素，临时在汇控柜将该信号接线解开，待线路停电再作处理。
案例2：二次防雷器绝缘降低引起的直流接地故障：
2018年6月1日，110kV塔山站后台监控报出#1直流系统接地告警信号，运行人员到达现场，检查#1直流系统见监控装置显示正极对地绝缘仅为17.6KΩ，正母对地电压为48.1V，其中报出04支路绝缘为6.8KΩ。
15时30分，继保人员到站办理工作票后开展缺陷排查，排查步骤如下：
1.在直流配电屏I：用直流接地巡测仪测量04支路，直流接地信号不明显，断开04支路后信号接地信号仍然存在。
2.在直流配电屏I：运用直流接地巡测仪对所有馈线支路重新检测，发现#1直流系统配电屏二次防雷器绝缘极低，仅仅只有3kΩ，仪器显示+191V、-52V，直流负极接地。
3.在直流配电屏I：当断开在直流配电屏I二次防雷器电源空开时，直流接地消失，电压恢复正常，此时绝缘监测装置电压（+107V，-108V）。
图5 绝缘降低的二次防雷器
四、变电站直流接地故障的查找与解决对策
（一）直流接故障查找方法
1.拉路法：从直流接地回路瞬间停电，确定直流接地点是否发生在该回路，这就是所谓的“拉路法”。
（1）先拉信号和照明回路，后拉操作回路。
（2）先拉室外回路，后拉室内回路。
（3）优先拉绝缘监察装置所报接地支路。
（4）条件允许能多拉支路就多拉支路。
（5）在切断各专用直流回路时，切断时间不超过3秒，不论回路接地与否均应合上。
2.分段法：对于两段以上并列运行的直流母线，先采用"分网寻找，拉开母线分段开关，判明是哪一段母线接地。
（1）环路供电时，断开环路。
（2）双电源供电时，先后断各电源。
（3）条件允许能多分段就多分段。
3.仪表法：利用仪表仪器在发生一点接地时，准确迅速地探测出接地点的直流去路，帮助运行人员排除接地故障。
（1）每一支路安装在线绝缘监察仪。
（2）使用原理先进的直流接地检测仪。
（二）直流接故障查找注意事项
1.查找接地点时禁止使用灯炮法。
2.找查时不得造成另一点接地。
3.所用仪表内阻不应低于2000Ω/V。
4.拉纵联保护装置电源时，应要求退出对侧纵联保护功能。
5.采用拉路前应采取防保护装置误动措施。
6.当接地点发生在充电设备、蓄电池或直流母线时，采用拉路法是无法找到故障点。
7.当直流环路供电时，不先断开联络开关，采用拉路法是无法找到故障点。
（三）防范措施
1.严格执行二次设备施工工艺，投运前对回路进行绝缘测试，绝缘不符合要求时应及时更换损伤电缆。
2.凝露温控加热方式的加热器由于长期发热，加热板容易损坏，因此应定期检测凝露温度传感器是否正常，以保证加热器发热正常且防止干烧。
3.多雨季节，要加强对户外端子箱的清扫，保持清洁，做好防雨、防潮措施；在开关端子箱内放置适当的除潮物品，并定期检查，及时更换。
4.及时将断路器机构箱、端子箱柜门关实，密封不严的加装橡胶封条或其他密封材料，同时关注电缆出入口的防火封堵情况，防止小动物或潮气入侵。
5.招标采购时严格把关，对质量不佳的产品坚决抵制，对运行时间长、元件老化严重的设备应及时更换。
结束语
在电力系统中，变电站直流接地故障比较严重，对整个电力系统正常稳定的运行有较大的不良影响，会造成严重的后果或损失，因此要加强对直流接地故障的排查，并且自发现问题以后要及时的进行解决，在解决的时候要采用科学的方式，从而更好的保障直流系统的安全，最终确保整个电力系统的正常安全运行，从而更好的为人们供电。
参考文献：
[1]陈建鹏.浅析变电站直流系统接地故障原因及处理对策[J].建筑工程技术与设计，2016，（34）：1012，1177.
[2]刘冬生.变电站直流系统接地故障分析及对策研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（12）：1222-1222.
论文作者:钟琼广
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/11
标签：故障论文; 回路论文; 支路论文; 系统论文; 变电站论文; 断路器论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第20期论文;