变电站直流系统接地故障查找

褚海林

（新疆全鑫建设有限公司 乌鲁木齐 830013）

1 概述

变电站直流系统以蓄电池组与浮充装置并联给直流负荷的运行系统，主要向全站保护、监控、通讯系统源源不断的输送电能，确保其安全、稳定、可靠运行。

直流系统接地故障是常见故障，严重威胁电站的安全运行。正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高。存在一点接地的直流系统，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。

2 人工查找接地点的方法及风险

由于直流回路布线复杂，常常因现场灰尘、潮湿、绝缘老化、元件损坏、不规范施工等因素引起直流接地。发生点1接地后，因不形成回路，保护装置不会无动，但当发生点2接地时，装置就有可能无动。

在没有接地探测设备前，只有采用传统的拉刀闸、取保险、断端子，摇绝缘等方法来查找。如以某回线保护屏经过电阻接地为例，其回路走向如图1所示。为缩小接地范围，在直流屏上逐一段合支路负荷开关，当断开Q2开关时，接地消除，说明接地在该支路上，合上Q2继续往下很找。当取下F1负极保险时，接地消除，接地在W102回路上，由于端子上3条线，必须借调其中的一条回线，看接地是都消除，或用兆欧表摇绝缘，以确定是那一根线接地。

这种人工查找法具有很大的风险，如遇雷击线路，正好断电，保护拒动，将会扩大事故；另外，在单独取某极保险或解端子时，都有可能存在寄生回路造成的装置错误动作。

3 直流接地查找步骤

直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的，一般由总路空开、分路空开串联而成，两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关，三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。其中，第三段回路数量最多、接线最复杂、接地几率最高，几乎所有的直流接地都出现在这一段。要想尽快找到接地点所属空开，接地的确切位置和确切原因，就必须对三段回路的构成、作用和现场具体位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉现场直流系统接线。

3.1 定位到总路空气开关

目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，发生直流接地时，绝缘检测仪会报警，如果绝缘检测仪没有选线功能，在此这种情况下，对总路空气开关进行拉路寻找；如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。

3.2 定位到分路空气开关

用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压，然后退出绝缘检测仪。根据现场标示和相关图纸，找出总路空开下级串接的所有空气开关，按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。对于信号回路，如测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。如果接地点就在这些空开控制的回路，就免除了对重要回路的短时停电。对于保护控制回路空开，直接影响到系统安全，拉路时间越短越好，需控制在3秒以内，拉路顺序可按其对应一次设备实时潮流大小来排序，先拉负荷轻的空开，再拉负荷重的空开。如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。

3.3 找出接地的确切位置和确切原因

定位到分路空开后，应断开该回路空开，这样其余直流回路就恢复到正常状态，再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表，投入绝缘检测仪。由于空开已断开，下级回路不带电，用万用表监视回路对地电压的方法发挥不了作用，所以对下级回路接地点使用摇表来查找。

（1）按室内室外分段查找。现场统计资料显示，运行中变电站出现的直流接地点绝大部份在室外，所以分段查找时，重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开，仔细检查，看盒子内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等，或许就会发现接地点。本回路中，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有靠解开电缆芯线，此时需要注意的是，解线前应将端子排号、端子两侧接线编号详细记录在安全措施票上，防止恢复接线时出错。依次解开控制室到场地直流电缆芯线，每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和电缆对侧回路之中。若解开所有电缆后绝缘仍没有变化，说明接地点位于保护屏内部。

（2）室外接地点查找。接地点位于场地电缆和电缆对侧回路中时，解开端子箱到开关机构箱直流电缆所有电缆芯，用摇表在端子排测量接地极绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和开关机构二次回路中。若绝缘没有变化，说明接地点位于端子箱引出电缆和电缆对侧回路中。按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段，摇测绝缘，接地点就限定在开关机构箱、刀闸操作箱、或控制电缆中，用摇表对箱内直流回路的每一根接线摇测绝缘，接地点就限定在几根二次线中，再仔细观察，反复触摸，就可发现接地点。

（3）室内接地点查找。接地点位于保护屏内时，依次拔出装置插件，测量端子排接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化，说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中，用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘，找出接地的那几颗端子，对端子金属部分、连接线部分仔细观察，反复触摸，找出接地点。

4 接地查找注意事项

防止不正确的查找方法造成的直流系统两点接地。如使用灯泡查找法，使用内阻低于2000Ω/V的万用表和电压表。某些保护如整流型距离保护、晶体管保护在直流拉合时可能会误出口，所以在拉合前应申请退出保护出口压板。目前绝缘监测装置大都采用带接地选线功能的微机监测仪，这类监测仪都有一个共同的特点，反应相对迟钝：在发生直流接地时，要延迟几秒甚至十几秒才能报“直流接地”信号；而在直流接地消失时，也要延迟几秒甚至十几秒其信号才复归。在拉路寻找时，切断各支路直流的时间只有几秒钟，绝缘监测仪信号来不及复归，致使靠绝缘检测仪判断接地消失的方法找不出接地点。为此，在拉路寻找前，应先使用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压，然后退出绝缘检测仪（绝缘检测仪会使直流母线对地电压发生较大波动，影响判断），靠万用表或电压表电压值的变化来反映直流接地是否消失。