变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理研究

张明达

（山东省冶金设计院股份有限公司,济南 250101）

1 变电站直流系统常见接地故障原因及其种类

变电站直流系统主要有两大部分，即充电屏与蓄电池。充电屏内具有绝缘检测仪、充电模块等组成；蓄电池即由电极、电解质、隔离物及外壳组成。变电站直流系统常见接地故障常见有以下几类：首先是蓄电池或充电屏的电缆或绝缘座等部分出现破损或者绝缘老化、破损，出现漏电；再次是外因引起，如由机械振动过大，系统中的电缆摩擦金属体，造成绝缘损伤，引起漏电；三是环境引起，如积尘多，空气潮湿，如接线端子、PCB板集有灰尘，在空气湿度较大的情况下，绝缘下降；四是生锈。如仪器仪表的金属外壳；五是漏水。如端子箱、压力表密封不好；六是裸露。如备用电缆芯没有包好、垫片或螺杆掉在空开上同时接触到柜体和任一极。

变电站直流系统常见接地故障常见种类主要有以下几项：首先是电缆接地。造成电缆接地有两方面原因，即绝缘老化、铺设时或者检修时操作不当遭到损伤；再次是元件接地。元件接地主要是元件质量不可靠，绝缘材料不过关或者在制造过程中绝缘部分受到损伤，经过一段时间运行后，如遇到潮湿空气，薄弱部位漏电，发生直流接地故障；三是蓄电池接地。蓄电池长期过充电、过温，导致壳体膨胀裂开，壳体老化，蓄电池底部微小颗粒，在应力的作用下，将蓄电池底部壳体顶坏；四是交流窜电接地。220V交流照明电源与PT57.8V电压源，由于绝缘下降、误碰、误接等原因，串入直流系统；五是直流窜电接地。即环网接地。六是系统的绝缘装置引起的接地。如绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化或者二次回路绝缘材料绝缘性能低等。七是人为引起接地。如二次回路接线裸露、阴雨天没能及时加设防雨装置、检修时检修质量不高等误将控制电缆外皮绝缘损伤等众多原因。

2 直流系统接地会可能造成的危害

直流接地故障中两点接地同一点接地比较，其危害相对较大。一点接地发生后，一般会引起自动装置或者保护装置出现拒动作或者误动作，不会造成大事故，二两点接地不但会造成保护装置出现拒动作与误动作，而且还会导致直流熔断器熔断、控制回路失电，造成系统瘫痪，尤其复杂保护回路中出现同极两点接地，很容易将一些保护继电器进行短接，造成更大的事故。如下图所示：

图中A、B 两点出现接地故障，会将继电器KM的两个点，即KA1与KA2的接点进行短接，这样就会导致继电器出现误动作而跳闸。图中A、C两点出现接地故障时，继电器KM的接点也会因短接，导致继电器出现误动作。同样道理，A、D 两点与F、D两点出现接地故障，均会导致开关误动作。

如果接地故障出现C、E两点，B、E两点或者D、E两点，就会导致断路器拒动。

如果接地故障点出现在A与E两点，则就会引起系统中熔断器熔断，使系统失电；如果接地故障点出现在B、E两点或者C、E两点，系统的保护专职就会动作时，引起熔断器熔断后，就可能将继电器触点烧毁。

3 直流接地处理措施

上述直流接地危害中可以看出，系统中正极或者负极出现接地，只要有一个接地，对地出现了新接地，如果不能快速修复，很容易导致两点或者两点以上接地故障现象出现，造成更大的设备事故。

4 直流环网的危害

直流环网的危害很大，首先会缩短直流系统中蓄电池的使用期；其次小的直流馈线中,环流现象很容易造成馈线烧毁，严重时可能引发火灾；接地故障检测不能得到精准检测，不能对系统报警不能及时校正。四是直流环网很容易让继电器等发生误动作，对安全生产极为不利。

5 环网故障查找措施

（1）操作人员可依据变电站直流系统的现场状况，进行分,排除环网故障现象。倒闸操作时原运行的母线不可失去电压。正常运行时蓄电池不得退出运行，整流器不可单独作电源供直流盘。没有核对直流电源的极性和压差的并列点，不得并列，正常运行时两组直流系统不得并列。

（2）利用“直流系统带电解环仪”快速查找。譬如使用QDB-81直流接地查找仪，可快速找各种接地故障；标准正弦波形显示，查找接地快捷；通过测量可显示支路接地电阻与接地信号波形 ；可用信号源、手持器双层抗分布电容设计，消除分布电容影响 ；区分平衡电阻接地，消除检测死区 ；测量交流接地电压（25-250v），排除交直流串电故障 ，24v-220v直流系统通用。

6 结语

总之，变电站直流系统是保障电力系统安全运行的基础，直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高，直流系统的可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之一，必须加强其日常的维护，加强对接地故障的成因、查找方法以及解决措施，提升故障处理效率。才能避免电气事故，保障电力系统稳定运行。

[1]陈神思.直流系统接地故障的分析与处理[C].福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术促进海西经济建设研讨会论文集,2007.

[2]吕阳.直流系统接地故障的分析[C].重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集, 2010.