浅析变电站直流系统接地故障的查找和处理

国网河南禹州市供电公司 张浩 张金堂

直流系统是为大中型变电站的继电保护装置、控制装置、信号装置、事故照明装置和自动装置等供电的系统，具有分布广泛、工作环境复杂和容易受到外界因素影响的特点。当变电站直流系统发生接地故障时，不仅会造成设备的损伤，还会影响到电力系统的正常运行，因此本文分析了变电站直流系统接地故障的产生原因，并且提出了相应的查找和处理对策，为提高变电站直流系统的运行可靠性提供参考。

接地故障和短路故障是直流系统的常见故障，当发生短路故障时，现场工作人员能够根据警报信息很快地查出故障发生的原因和位置，而发生接地故障时，由于直流供电网络分布广泛且联接设备较多，导致现场工作人员很难快速判断故障点，因此探析变电站直流系统接地故障的查找及处理对策，具有十分重要的现实意义。

变电站直流系统接地故障的概述

变电站直流系统接地故障的含义

所谓变电站直流系统接地故障，是指变电站直流系统的正极或负极与大地间的绝缘水平低于某一规定值。变电站直流系统接地故障可以分为以下两种类型：1.一点接地，即变电站直流系统内发生单一接地点。通常情况下发生一点接地不会对变电站保护装置的运行产生较大影响，但是为了避免转化为两点接地（不同位置），必须尽快对故障进行排查和处理；2.多点接地，即变电站直流系统内发生两点或两点以上接地。当发生多点接地故障时，会对变电站保护装置的运行产生很大影响，可能会导致保护回路误动、正负极短路、开关拒动等现象，严重影响变电设备的安全可靠运行，因此必须立刻查找故障点并采取适当的处理对策。

变电站直流系统接地故障的原因

变电站直流系统由于分布广泛且工作环境复杂，在长期运行中容易受到环境气候的影响而发生绝缘破坏等问题。一般说来，导致变电站直流系统接地故障的原因主要有：二次回路和设备的绝缘材料没有达到相关标准，或者是长期受到湿气和尘土的腐蚀而导致绝缘性能降低；二次回路和设备的某些部件发生压伤、扭伤、磨损等，导致元件发热而引起烧伤；二次回路和设备的连接和组装有误，如交流带电体和直流带电体间的安全距离过小；直流系统和设备运行方式有误等。

变电站直流系统接地故障的查找方法

使用“拉路法”来查找故障点

所谓“拉路法”，是指当变电站直流系统发生接地故障后，依次断开各直流馈线，观察接地现象是否消失，从而来确定接地故障的所在馈线。当采用“拉路法”来查找变电站直流系统接地故障点时，一般先从照明回路和信号回路开始，确定照明回路和信号回路无故障后，再对保护回路和操作回路进行查找。由于“拉路法”容易受到现场工作环境的影响，例如某些变电站没有严格区分控制回路、照明回路、信号回路和保护回路，有的变电站甚至还私自形成了一些非正常的闭环回路，因此极大地增加了故障点查找的难度。与此同时，现场操作时还需要结合运行维护人员的经验和对现场环境的熟悉程度，力求在尽量少拉路的前提下迅速地确定故障点并进行处理，因此对运行维护人员自身技术水平的要求较高。

从前文的分析可以看出，使用“拉路法”来查找变电站直流系统接地故障时，虽然操作比较简单，但是容易受到现场实际环境和运行维护人员技术水平的影响，因此单纯依靠“拉路法”来对变电站直流系统接地进行查找是不可行的，必须同时结合其他有效手段来提高故障查找的效率和准确性。

“在线检测法”查找故障点

通过使用微机型直流电源检测装置，不但可以监测全直流系统对地绝缘状况，还可以对接地的极性进行判断，从而确定接地故障的所在直流馈线。微机型直流电源检测装置的内部有一低频电压信号发生器，其产生的低频电压加在直流母线和地之间。当变电站直流系统发生接地故障时，该直流馈线会流过一低频电流信号，此信号会经电流互感器传递给检测装置，经过计算就能判断出接地故障的所在直流馈线。

相较于“拉路法”和“在线检测法”不需要依次断开各直流馈线就能确定故障点，因此减少了故障查找和处理所需的时间。但是目前在线检测装置的技术指标参数还不够好，其选线灵敏度有待提高，并且由于直流供电网络接线的不合理，会导致在线检测装置发生误报或漏报等情况，这极大地制约了“在线检测法”的应用。

“自动隔离定位法”查找故障点

所谓“自动隔离定位法”，是指在变电站有两个或多个直流电源的情况下，将发生接地的直流系统各个馈线支路逐回切换到另一电压相同的正常直流系统，通过判断接地是否转移来确定接地故障的发生点。相较于“拉路法”和“自动隔离定位法”可以在查找过程中保持各直流馈线支路不断电，并且特别适合变电站直流系统多支路同时接地的情况。

“自动隔离定位法”对多馈线支路同时接地的故障有较好的排查能力，但其缺点是操作比较繁琐，因此为了提高查找效率和减少对直流系统运行的影响，可以将以上三种方法有机地结合起来使用。

变电站直流系统接地故障的处理对策

当变电站直流系统发生接地故障时，需要采取以下处理对策，尽快地找出故障点并进行处理：

当变电站直流系统的接地告警较严重时，通常都是发生了多点接地，此时需要采用精度较高的检测装置来对不同故障程度的回路进行区分，首先处理接地故障比较严重的回路。

在对变电站直流系统的接地故障进行查找时，按照如下顺序进行查找：信号回路→照明回路→操作回路→控制回路→保护回路，并且要对绝缘情况较差的回路进行重点查收。

在对变电站直流系统接地故障进行查找和处理时，需要严格按照相关电气设备检修运行规程的要求进行操作，操作时需要两个以上的工作人员在场，并且要在尽可能短的时间内将各端子和开关进行拆除和恢复，确保直流系统尽快恢复供电。

在对变电站二次设备进行设计和施工时，要严格遵守相关规定，并结合变电站所处的实际环境，尽可能地降低直流系统接地故障发生的概率，如对手车开关的活动部位采取保护措施来提高其绝缘性能，对室外端子箱加装防潮除湿设备来提高其密封性，对已经老化的控制电缆和有关二次设备进行及时更换。

对直流系统的对地绝缘进行定期检测，不要等到发生接地故障再去进行排查和处理，这样可以提高系统运行的安全性和可靠性。在实际操作中，可以使用精度较高的的检测装置来定期检查各个直流回路的绝缘情况，并且对绝缘较差的直流回路进行重点监控。

变电站直流系统的接地故障容易受到外界环境的影响，导致其查找比较困难，这就要求我们的运行操作人员必须加强对各直流回路的巡查，并且平时做好工作记录，对绝缘较差的部位进行重点巡查，确保在接地故障发生后及时定位并采取适当的处理措施。

小结

当变电站直流系统发生接地故障（特别是多点接地）时，会造成保护装置、自动装置、控制装置和信号装置等误动或拒动，不仅会对设备产生损伤，严重时还会影响到整个电路系统的稳定运行。因此运行操作人员必须不断提高自身的专业技术，将直流系统的安全运行维护作为一个首要的问题来常抓不懈，确保为电路系统的稳定运行提供可靠的基础保障。