直流系統(tǒng)接地故障問(wèn)題分析及排查方法

1、直流系統(tǒng)接地故障問(wèn)題分析及排查方法在變電站直流系統(tǒng)為控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明及操作等提供可靠的直流電源，其正常與否對(duì)變電站的安全運(yùn)行至關(guān)重要。但實(shí)際運(yùn)行中，由于氣候環(huán)境影響、設(shè)備的維護(hù)不夠恰當(dāng)、直流回路中混入了交流電、寄生回路存在等原因都可能會(huì)引起直流系統(tǒng)接地。直流系統(tǒng)容易發(fā)生單點(diǎn)接地。雖然單點(diǎn)接地不引起危害，但若演變成兩點(diǎn)接地將造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)、信息指示不正確、熔斷器熔斷等嚴(yán)重事件。無(wú)論何種原因，直流接地事故都會(huì)影響其他電力設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重者，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的癱瘓，造成無(wú)法挽回的重大損失保護(hù)好直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行是變電站工作的重中之重，因此，對(duì)直流系統(tǒng)接地故障必須采取

2、早發(fā)現(xiàn)、早消除、勤防范策略一、直流系統(tǒng)接地的危害 直流系統(tǒng)一般用于變電所控制母線、合閘母線、UPS不間斷電源，也用作其他電源和邏輯控制回路。直流系統(tǒng)是一個(gè)絕緣系統(tǒng)，絕緣電阻達(dá)數(shù)十兆歐，在其正常工作時(shí)，直流系統(tǒng)正、負(fù)極對(duì)地絕緣電阻相等，對(duì)地電壓也是相對(duì)平衡的。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，其正、負(fù)極對(duì)地電壓發(fā)生變化，接地極對(duì)地電壓降低，非接地極電壓升高，控制回路和供電可靠性會(huì)大大降低，但一般不會(huì)引發(fā)電氣控制系統(tǒng)的次生故障?？墒牵?dāng)直流系統(tǒng)有兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，極易引起邏輯控制回路誤動(dòng)作、直流保險(xiǎn)熔斷，使保護(hù)及自動(dòng)裝置、控制回路失去電源，在復(fù)雜保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地，還可能將某些繼電器短接，不能動(dòng)作跳閘，致使越

3、級(jí)跳閘，造成事故擴(kuò)大。規(guī)程嚴(yán)格規(guī)定：直流系統(tǒng)多點(diǎn)同極接地，應(yīng)停止直流系統(tǒng)一切工作，也是基于其故障性質(zhì)的不確定因素。1、 直流系統(tǒng)正極接地的危害當(dāng)發(fā)生直流正極接地時(shí)，可能會(huì)引起保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)。因?yàn)橐话銛嗦菲鞯奶祥l線圈以及繼電器線圈是與負(fù)極電源接通的，如果在這些回路上再發(fā)生另一點(diǎn)直流接地，就可能引起誤動(dòng)作。如上圖所示，A、B兩點(diǎn)發(fā)生直流接地時(shí)，相當(dāng)于將外部合閘條件全部短接，從而使合閘線圈得電誤動(dòng)作合閘。A、C兩點(diǎn)接地時(shí)，則外部分閘條件被短接而誤動(dòng)作跳閘。A、D兩點(diǎn)，A、F兩點(diǎn)接地，同樣都能造成開(kāi)關(guān)誤跳閘。2、直流系統(tǒng)負(fù)極接地的危害 直流負(fù)極接地，也可能造成保護(hù)及自動(dòng)裝置拒絕動(dòng)作。因?yàn)閿嗦菲鞯?/p>

4、跳、合閘線圈以及保護(hù)繼電器會(huì)在這些回路再有一點(diǎn)接地時(shí)，線圈被接地點(diǎn)短接而不能動(dòng)作。同時(shí)，直流回路短路電流會(huì)使電源保險(xiǎn)熔斷，并且可能燒壞繼電器接點(diǎn)，保險(xiǎn)熔斷會(huì)失去保護(hù)及操作電源。 如上圖所示，直流接地故障發(fā)生在C、E兩點(diǎn)，D、E兩點(diǎn)，F(xiàn)、E兩點(diǎn)接地時(shí)，分閘線圈被短接，保護(hù)動(dòng)作及操作時(shí)開(kāi)關(guān)拒跳。同理，兩點(diǎn)接地開(kāi)關(guān)也可能合不上，如B、E兩點(diǎn)接地時(shí)。 直流系統(tǒng)接地故障，不僅對(duì)設(shè)備不利，而且對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全構(gòu)成威脅。因此，出現(xiàn)直流接地故障時(shí)，必須盡快進(jìn)行查找并排除故障，避免事故擴(kuò)大及造成嚴(yán)重后果。二、直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的原因 按接地點(diǎn)所處位置的不同，可將直流接地分為室內(nèi)和室外兩種形式，按引起接地的

5、原因，又可分為以下幾種形式：1、由下雨天氣引起的接地。在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴(yán)實(shí)的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導(dǎo)通起來(lái)，引起接地。例如瓦斯繼電器不裝防雨罩，雨水滲入接線盒，當(dāng)積水淹沒(méi)接線柱時(shí)，就會(huì)發(fā)生直流接地和誤跳閘。在持續(xù)的小雨天氣(如梅雨天)，潮濕的空氣會(huì)使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發(fā)直流接地。2、由小動(dòng)物破壞引起的接地。當(dāng)二次接線盒(箱)密封不好時(shí)，蜜蜂會(huì)鉆進(jìn)盒里筑巢，巢穴將接線端子和外殼連接起來(lái)時(shí)，就引發(fā)直流接地。電纜外皮被老鼠咬破時(shí)，也容易引起直流接地。 3、由擠壓磨損引起的接地。當(dāng)二次線與轉(zhuǎn)動(dòng)部件（如經(jīng)常開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)）靠在一起時(shí)，二次線絕緣皮

6、容易受到轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，當(dāng)其磨破時(shí)，便造成直流接地。 4、接線松動(dòng)脫落引起接地。接在斷路器機(jī)構(gòu)箱端子排的二次線（如10kV開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的二次線），若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時(shí)接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。 5、誤接線引起接地。在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運(yùn)行，另一頭被誤認(rèn)為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。在拆除電纜芯時(shí)，誤認(rèn)為電纜芯從端子排上解下來(lái)就不帶電，從而不做任何絕緣包扎，當(dāng)解下的電纜芯對(duì)側(cè)還在運(yùn)行時(shí)，本側(cè)電纜芯一旦接觸鐵件就引發(fā)接地。 6、插件內(nèi)元件損壞引起接地。為抗干擾，插件電路設(shè)計(jì)中通常在正負(fù)極和地之間并聯(lián)抗干擾電容，該電容擊穿時(shí)引起直流

7、接地。7、設(shè)備的維護(hù)不夠恰當(dāng)。電氣設(shè)備在進(jìn)行二次回路的安裝過(guò)程中，容易出現(xiàn)電纜接頭松動(dòng)的現(xiàn)象，若是維護(hù)和運(yùn)行的操作不夠規(guī)范就可能出現(xiàn)斷線或是人為誤碰導(dǎo)致的直流接地，在潮濕的環(huán)境下、驅(qū)潮設(shè)備維護(hù)不當(dāng)，都可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地的情況產(chǎn)生。8、在直流回路中混入了交流電。交流電和電壓互感器的二次回路電壓源竄入到直流系統(tǒng)中導(dǎo)致的直流系統(tǒng)接地原因有好幾種，主要原因有兩種，首先是接線失誤，其次是絕緣下降。9、寄生回路.直線寄生回路在日常的檢修過(guò)程中，出現(xiàn)的概率較高，它主要是讓兩個(gè)直流系統(tǒng)間產(chǎn)生電聯(lián)系，從而導(dǎo)致假接地現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種情況的出現(xiàn)具有一定的偶然性，要想徹底解決這種問(wèn)題，可以選擇將寄生回路消除。三、直

8、流系統(tǒng)接地/絕緣故障的特征 直流系統(tǒng)正常時(shí)，一般正負(fù)極之間電壓是不變的，正、負(fù)之間的電壓是220V, 正級(jí)對(duì)地為110V，負(fù)級(jí)對(duì)地為-110V，其參考電位是地電位，也就是零電位。當(dāng)有直流接地發(fā)生時(shí),正極和負(fù)極對(duì)地電壓會(huì)產(chǎn)生不平衡,比如正極對(duì)地還在110V 左右, 如果負(fù)極接地，那么負(fù)極對(duì)地電壓幅值會(huì)減小，參考電位向負(fù)級(jí)也偏移，原來(lái)是-55V 左右，現(xiàn)在可能變成-30V 等等甚至更小， 而正對(duì)地電壓則會(huì)相應(yīng)提高， 比如到80V 等。經(jīng)過(guò)正規(guī)設(shè)計(jì)的直流系統(tǒng)中，發(fā)生一極接地，直流母線電源電壓不變，這也是發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，直流系統(tǒng)在短時(shí)間是可以正常工作的，不過(guò)最好查出接地點(diǎn)，加以消除。四、直流系統(tǒng)接地/

9、絕緣故障查找方法 1、確認(rèn)直流接地故障的真實(shí)性。直流系統(tǒng)一般都有絕緣監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)發(fā)生直流接地故障或直流絕緣降低時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置會(huì)報(bào)警。發(fā)生直流接地故障、直流絕緣降低故障報(bào)警時(shí)，首先應(yīng)排除誤報(bào)警的可能，可依據(jù)上節(jié)“直流系統(tǒng)接地故障的特征”進(jìn)行測(cè)量判斷。2、在確有接地故障特征后，分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。 3、若二次回路有工作，或有設(shè)備檢修試驗(yàn)，應(yīng)立即停止。拉開(kāi)其工作電源，看信號(hào)是否消除。此處故障排查，可按先定位到總路空氣開(kāi)關(guān)，再定位支路空氣開(kāi)關(guān)的方式，用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個(gè)不相聯(lián)系的部分進(jìn)行查找。 如果絕緣監(jiān)測(cè)裝置有故障選線功能，可根據(jù)故障線路提示，進(jìn)一步縮小故障范圍

10、。4、對(duì)于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的負(fù)荷，利用“瞬時(shí)停電”的方法，查該回路中所帶負(fù)荷有無(wú)接地故障。5、對(duì)于重要的直流負(fù)荷，用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法，查該回路有無(wú)接地故障。 6、查找直流系統(tǒng)接地故障，應(yīng)隨時(shí)與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進(jìn)行，其中一人操作，一人監(jiān)護(hù)并監(jiān)視表計(jì)指示及信號(hào)的變化。利用瞬時(shí)停電的方法選擇直流接地時(shí)，應(yīng)按照下列順序進(jìn)行： 斷開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工作電源； 斷合事故照明回路； 斷合同信號(hào)電源； 斷合附屬設(shè)備； 斷合充電回路； 斷合合閘回路； 斷合信號(hào)回路； 斷合操作回路； 斷合蓄電池回路。 7、在進(jìn)行上述各項(xiàng)檢查選擇后仍未查出故障點(diǎn)， 則應(yīng)考慮同極性兩點(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的

11、應(yīng)先解環(huán)，再進(jìn)一步采用取保險(xiǎn)及拆端子的辦法，直至找到故障點(diǎn)并消除。 五、處理直流接地時(shí)一般注意事項(xiàng) （1）禁止使用燈泡查找； （2）發(fā)生一點(diǎn)接地后，原則暫停在二次回路上工作； （3）不得造成另一點(diǎn)直流接地情況； （4）使用儀表的內(nèi)阻不低于2000 歐姆； （5）采取瞬間斷電法時(shí)，應(yīng)當(dāng)防止保護(hù)誤動(dòng)作，對(duì)于重合閘線路和備用自投電源要注意不能長(zhǎng)時(shí)間斷電； （6）拆解的接頭應(yīng)逐一記錄下來(lái)，以免恢復(fù)接頭時(shí)造成接線錯(cuò)誤。原則是誰(shuí)拆解的接頭，誰(shuí)恢復(fù)，恢復(fù)時(shí)逐一檢查記錄的斷點(diǎn)，避免遺漏接頭。六、防范直流系統(tǒng)接地/絕緣故障的措施 如果直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障將會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與正常運(yùn)行造成非常嚴(yán)重的影響，甚至

12、套使設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)斷路器的誤動(dòng)以及拒動(dòng)或熔絲熔斷等現(xiàn)象，因而會(huì)擴(kuò)大事故的范圍。因此，根據(jù)小編多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)直流系統(tǒng)接地的分類、產(chǎn)生的原因以及其危害進(jìn)行了分析，并對(duì)直流系統(tǒng)接地故障的查找與排除的方法進(jìn)行了探究，而在直流系統(tǒng)中經(jīng)常套受到氣候等外平自然因素的影響而出現(xiàn)故障，為了更好地降低故障帶來(lái)的損失，對(duì)其進(jìn)行提早的預(yù)防十分必要。因此，在進(jìn)行日常的運(yùn)行檢修維護(hù)工作過(guò)程中，壓采取科學(xué)合理的措施對(duì)接地故障進(jìn)行預(yù)防，從而避免接地故障的發(fā)生，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 （1）對(duì)施工工藝進(jìn)行規(guī)范，從根本上避免直流系統(tǒng)接地故障的發(fā)生，最大限度的杜絕安全隱患； （2）在對(duì)室外端子排以及輔助開(kāi)關(guān)等二次設(shè)備進(jìn)行清掃的過(guò)程中，可以對(duì)停電的機(jī)套進(jìn)行充分的利用； （3）要保證斷路器