直流系统接地故障查找与排除方法探讨

王春柏 赵鹏

【摘 要】目前，直流电源已经被广泛运用在了各个变电站的装置及回路中，比如继电保护装置、控制以及出口回路等，进而组成了直流系统。如果遇到恶劣天气或发生电缆老化的情况，则可能使直流系统出现接电故障。本文介绍了直流系统的概念及接地类型，分析了直流系统接地故障产生的原因，阐述了直流接地查找方法和步骤以及直流系统接地故障的排除方法。

【关键词】直流系统；接地故障；查找；排除方法；探讨

一、直流系统的概念及接地类型

变电站直流操作系统在的供电网络内分布于电源的正极和负极设备之间，在运行中接地概率发生的越多，其危害变电站电力系统的系数就会越大。直流系统在运行中若正极接地，就造成变电站在继电保护过程中发生误动的现象，一般电源的负极应被接在跳闸线圈内，如果电源回路再发生绝缘不良又或是接地现象，就会使两点都接触地面，使合闸与跳闸回路发生短路出现拒动现象，此时变电站直流系统就会发生故障，如果处理的不及时，拒动保护系统会过大事故的范围，还有可能将保险和继电器的接触点烧毁，所以应适时的对直流系统的接地有没有绝缘进行检测，对于发现的丝毫故障，都应及时提醒相关人员及时的排除故障，将变电站直流系统在运行过程中产生的接地故障完全杜绝。

二、直流系统接地故障产生的原因

直流系统发生接地故障通常是由多种原因所引发的，但归纳起来主要就是人为及自然两方面的因素。

1.由雨水引起的接地

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。

2.由小动物破壞引起的接地

电缆外皮被老鼠咬破时，当密封不好时，蜜蜂会钻进二次接线盒（箱）筑巢，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.误接线引起接地

在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。

三、直流接地查找方法和步骤

1.查找方法

直流回路数量多、分布广，接地点不好查，相对有效的方法是拉路试探法。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电，若停电后直流接地现象消失，说明接地点位于本开关控制的下级回路中；若现象依然存在，说明下级回路没有接地。通过拉路寻找，可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中，再通过解开电缆芯，将接地点限定在室内或室外部分；再通过拔出插件，可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、一段段排除，最终可将接地点定位于一段简单回路中，再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘，把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上，通过仔细观察，反复触摸，接地点终会“原形毕露”的。

2.查找步骤

（1）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。只有熟悉接线，做到心中有数，才能在拉路寻找时不漏拉、不错拉、不重复拉。

（2）定位到总路空气开关。当前在直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，当出现直流接地时，绝缘检测仪会报出是哪一极（正极还是负极）接地、接地电阻是多少，随后会报出接地支路号，按照支路号就可将接地点定位到总路空气开关。若绝缘检测仪（绝缘监察装置）无选线功能，又如何定位到总路空开呢？在此情况下，只有对总路空气开关进行拉路寻找了；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）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（或熔断器），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（控制回路、保护回路）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。

（4）按室内室外分段查找。现场统计数据显示，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。

四、直流系统接地故障的排除方法

1.利用绝缘监察装置判断

变电站的直流母线一般分为两段，每段母线上都装有微机型绝缘监察装置。直流系统正常工作时，装置数字显示母线电压，监测直流系统正、负母线绝缘状况。当直流系统发生接地时，装置自动启动报警之后产生低频信号，由正负直流母线平衡对地注入直流系统，再通过安装于每一支路上的传感器接收这一低频交流信号。CPU对各条线路所采集信号电流进行分析，判断出故障线路号及接地电阻值，完成自动选接地线的功能。

2.利用拉路法进行判断

拉路法就是指依次、分别、短时切断直流系统中各直流馈线来确定接地点所在馈线回路的方法。当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内，继续运用拉路法，就可以进一步确定故障在此回路的哪一支路当中。例如，断开直流屏主控控制回路熔断器，绝缘监察装置“接地”信号消失，就说明故障在此回路中。

直流系统发生一点接地之后，绝缘检测装置就会发出报警信号。运行及维护人员要尽快检测出接地点的具体位置，并予以消除。利用微机型绝缘监察装置可以确定出接地点所在的直流馈线回路。对于没有设置能确定接地点所在馈线回路绝缘检测装置的直流系统，当出现一点接地故障之后，工作人员首先要缩小接地点可能所在的范围，即确定哪一条馈线回路发生了接地故障。

查找接地故障前，要充分了解情况。如运行有无异常现象、回路有无工作以及天气情况等。在具体查找时，要按照先信号和照明部分后操作部分，先室外部分后室内部分的原则。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超3s，不论回路接地与否都要合上。若直流失电可能引起保护及自动装置误动，在切断前应采取必要的安全措施。

【参考文献】

[1]南天，宋国云.关于变电站直流系统接地故障查找与处理的思考[J].电子技术与软件工程，2014，（4）.