变电站直流系统接地的探讨

钱维钦

（上海长兴供电公司，中国 上海 200000）

直流系统是变电站重要的电力系统之一，通常由蓄电池组作为直流系统的一个独立电源。蓄电池与充电电源并列运行于直流母线上，在电网发生故障导致变电站部分或全站停电时，在一定的时间内保证了继电保护、信号、自动装置等设备可靠地连续工作，同时还供事故照明等用电设备，确保事故紧急处理的有序进行。因此直流系统的安全稳定运行是变电站安全运行的主要保障之一。

1 直流系统接地故障的危害

直流系统在变电站内的分布较广，连接也比较复杂，又受外部影响较大，当直流电源系统正负极对地间的绝缘电阻降低至某一整定值，或低于某一规定值时，则认为直流系统有接地故障。一般接地情况归纳为:正接地和负接地；一点接地和多点接地；金属性接地和非金属性接地；直流馈线接地和直流系统内部接地等。同时，直流接地可能引起断路器误动作或拒动作，而造成有关设备严重损坏，甚至扩大成电网事故。所以当直流系统发出报警信号时，应及时排查并切除故障点，确保变电站直流供电的可靠性。

2 直流系统接地的原因

2.1 由于天气因素造成的直流系统接地

此类直流接地的特点:雨天或雾天容易导致户外直流系统绝缘降低，天气好转后接地自动消失。不仅给排查工作带来一定难度，还容易处理后再次出现接地情况。

2.2 由于施工质量不佳，留下接地隐患

如二次回路漏接街头、误损电缆外皮绝缘等。此类直流接地的特点:当天气较潮湿时或现场工作中有震动，容易引起直流接地现象，且处理过程较为复杂。

2.3 由于自然老化问题

比如设备质量不良、漏液、绝缘老化等。此类直流接地需要更换元件，处理时间较长。

2.4 由于环境因素

比如通风不良、粉尘、室内温度过高等。此类情况不仅给一次设备，甚至二次设备带来较大的负面作用，且正常查找时较发现。

3 直流系统接地的处理方法

3.1 拉回路法

通常根据运行方式、操作情况、气候影响综合判断可能接地的地点，采取拉路寻找、分段处理的方法，以先信号、照明，后操作、控制部分；先室外后室内，先负荷后电源等原则。即先断开分支负荷小的直流开关，检查直流系统的绝缘是否恢复正常，根据情况进一步查找接地并消除。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3秒，不论系统绝缘是否恢复均应合上。而且在断开每一个直流开关前，均要事先与调控运行人员联系好，并加强监视。

查找接地拉路的一般顺序:

1）若站内二次回路有工作或有设备检修等的临时工作电源；

2）易受潮、可疑或经常易接地的回路；

3）变压器及重要设备的控制回路；

4）绝缘水平低、存在设备缺陷及有检修工作的电气设备和线路进行检查；

5）根据录波装置判断是否存在直流系统故障；

6）依次断合事故照明电源、通信电源、充电回路、合闸回路、信号回路、操作回路、蓄电池回路等。

若发现某一直流回路有接地时，有环路的应先解环，再取下各分支线的操作熔断器或拆端子，直到找出接地点，并进行处理。当仍未查找到故障点，应考虑两点接地的可能性。此时需同时断开两路甚至多路直流回路，根据断开每一路时直流电压升高情况，查找并消除接地点。

缺点:由于目前变电站二次系统越来越复杂，且在施工或扩建时遗留种种问题，使各专用回路之间没有一个严格的区分，形成一些非正常的闭环回路，大大增加了查找直流接地故障的难度。回路接地存在较多不确定性，故“拉回路”容易导致控制回路和保护回路事故发生，即产生人为的跳闸事故。

3.2 直流接地选线装置

通过微机直流接地选线装置监测直流系统对地绝缘情况。此类装置功能及特点:集直流电压监测、直流绝缘监测和接地选线为一体，能区分母线、支线接地；能自动分两条或多条支路存在接地故障。同时进行实时监测直流系统情况，对直流接地故障及时报警并做故障时间记录等。

缺点:技术上受安装监测点数量的限制，仍未能将故障点缩小到某一回路或支路，无法定位到具体接地点。普遍还存在精度不高，容易误报等较多问题。同时在施工安装方面，对变电站老系统的改造带来不便。

3.3 便携式直流接地故障定位装置

便携式直流接地故障定位装置一般由信号发生器、故障检测器和信号采集器组成。当发生直流接地故障时，将信号发生器接入直流系统正、负母线和地之间。通过判断直流系统电压等级、接地性质及极性等数值进行智能反馈，由故障检测器判断出直流接地故障回路，并进行故障点定位，能消除接地故障现场分布电容的干扰，将故障点定位到更小的范围内，检测灵敏度高。该装置最大优点是带点寻找接地点，即直流系统能保持运行，在不断电的情况下对接地点进行测量。相对于传统的“拉回路法”，不仅缩短了大量查找接地点的时间，更大大提高了直流系统和电网的安全可靠性。

4 直流系统接地的预防措施

4.1 变电站应定期对蓄电池进行充放电实验，对质量不佳、运行时间长、元件老化严重的设备进行更换。同事定期对蓄电池室进行通风，并在蓄电池室采取有效的防潮措施。

4.2 变电站定期进行巡视工作，检查防雨、防潮、防异物等日常工作。尤其在阴雨天气时增加设备检查次数，并重点对易发生接地的地方进行检查。如发现隐患应立即消除。

4.3 在变电站的施工过程中，对施工的质量和工艺进行把关，检查测试回路、绝缘等情况，对损坏电缆进行及时更换。并根据图纸详细核实线路，拆除不用回路。

4.4 组织人员分析直流接地事故的原因，对站内直流系统负荷进行梳理核对，加强了对设备异常情况的掌握，防患于未然。

4.5 加强对专业人员事故处理的培训力度，在排查直流接地故障时，能在必要时解除相应的保护，保证正常设备的安全稳定运行（如断开重要设备直流控制保护电源，以防产生误跳闸等）。

5 结语

总之，有效的防范直流接地对直流系统可靠运行，甚至对变电站的安全稳定运行起着极为重要的作用。通过不断实践和总结直流接地这门技术，提高认识，有效地查处接地、防范接地，并依靠经验加强对直流系统的运行维护，使安全工作落实到位，确保设备健康运行和电网的安全稳定运行。