关于直流接地与故障处理的探讨

张雷　李强

摘 要： 直流接地，是一种室外端子箱或机构箱内潮湿积水而产生的电力系统故障。本文结合华能渑池热电有限责任公司现场的实际发生过的直流接地事件，详细叙述了直流系统结合及故障查明和处理的方法、思路。

关键词： 直流接地;故障查明;处理

0 引言

直流电源为带极性的电源，为电源正极和电源负极。正常运行时处于不接地状态。直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，可以继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起熔断器熔断，或快分电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，发现问题必须立即解决。

1 直流系统原理

微机控制直流电源由厂内提供，经整流模块整流后供直流负荷用，同时对并联蓄电池组充电。

蓄电池采用铅酸免维护电解液电池。监控模块具备显示功能，直流母线电压通过监控模块监测。单只或一组电池电压通过电池采集模块监测。绝缘监测装置对母线电压和母线电阻的支路对地电阻进行监测，低于40kΩ时告警。监控模块设置有交、直流电压高低值告警，均浮充转换判决设置值，在运行数据超过设置值时，可以实现告警提示，根据设定时间进行均浮充转换。其中交流配电单元电源来自400V保安PC A段，通过空气开关1QF1控制输入。绝缘监察装置能够精确测量交流窜入电压值、母线电压、正负母线对地电压，准确计算出正、负母线绝缘电阻、各馈线支路绝缘电阻，能够快速选出绝缘降低或接地故障的馈线支路，具有交流窜入告警功能，并能选出交流窜入故障支路，具有直流互窜告警功能，并能选出直流互窜支路，具有传感器零点自校正功能并能兼容多种传感器接口。具有交流窜入、绝缘告警、高阻告警、压差告警、定时、电阻变化等多种自动启动选线功能，故障消失告警信号能够自动复归。

2 发现问题

2019年8月26日17时13分，#1、2机组正常运行，17时13分52秒，#2机直流配电室2号馈电屏显示直流接地告警，查看告警界面显示11开关接地，接地电阻降为30欧姆。

3 分析问题

对照直流系统图查找11开关为：6KV工作2A段2号直流分屏电源1。

继续向下查找到#2机6kV配电室，查看6KV工作2A段2号直流分屏馈线接线表，共有28个馈线。由于6kV直流馈线屏没有直流绝缘监察装置，无法看出具体哪个设备接地。我门采用逐个快速拉空开的办法来判断具体哪个设备接地。首先用万用表测量6KV工作2A段直流母线电压，然后瞬间拉开空开1，观察母線电压是否恢复正常（正常电压为正110V负110V）。若拉开空开的瞬间电压恢复正常，则证明直流接地存在于该开关的下一级，若拉开空开瞬间电压没有变化则证明该回路没有接地，此时快速将空开合上。整个过程不到1秒的时间对整个运行回路没有影响，适用于机组运行时操作。

通过上述方法逐一拉空开，最终确定空开22即#2炉氧化风机A二次回路存在接地问题。开取#2炉氧化风机A二次回路检查工作票，对二次回路进行检查。直流接地一般发生在现场环境恶劣、室外、或者是室内温差较大的地方。#2炉氧化风机6KV开关及控制回路位于#2机6kV配电室，这里环境较好，发生接地的可能性小。所以我们想到控制回路、信号回路在就地氧化风机现场是否有接过来的线。查看图纸发现控制回路段子排X3：10和X3：48来自于就地事故按钮，所以我们首先将X3：10和X3：48两根线解下，测量直流母线电压发现母线电压恢复正常，这证明接地就发生在就地事故按钮到氧化风机控制回路这一段。

4 出现原因

一是雷雨季节室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，严重者可能到零，从而形成接地。

二是部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施，手车来回移动导致其中导线破损，从而使直流回路与开关金属部分相接触，从而导致接地。

三是部分直流系统运行多年，二次设备绝缘老化、破损，极易出现接地现象。

四是因施工工艺不严格，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体，引起接地。

以上四种原因涵盖了直流系统接地的所有原因，本次事故按钮接地也是其中两种原因的组合造成的即事故按钮二次接线绝缘老化、破损，该位置在雨天的时候会有雨水浇到按钮盒上。

5 直流接地的危害

（1）正接地可能导致断路器误跳闸。由于断路器跳闸线圈均接负极电源，故当发生正接地时可能导致断路器跳闸。

（2）负接地可能导致断路器拒跳闸。

（3）微机保护装置芯片多用直流电源，不纯净的电源有可能导致器件损坏。

（4）导致误动、拒动、设备损坏等恶性结果。

6 查找直流接地故障的技巧

（1）及时查找。

因直流接地故障十分不稳定，常常随环境等外界条件变化，当运行人员发现系统发生接地时，应第一时间联系检修人员，检修人员迅速寻找接地点。在前往就地寻找接地点前，应根据绝缘监测装置，判断是哪极接地及接地严重程度如何。

（2）利用绝缘监察装置定期巡检。

利用精度较高的查找装置定期对各个直流回路进行检查，每日现场巡检时应关注各个支路的绝缘电阻值。发生接地时接地报警灯亮，同时报警，显示屏能显示接地极性、接地支路号。

（3）查找顺序。

应首先考虑直流回路、保护屏、端子箱等二次回路是否有人工作，室外设备或环境恶劣设备是否有雨、雪等。再按照信号回路、照明回路、操作回路、控制回路、保护回路顺序排查。

参考文献

[1]江苏省电力工业局.变电运行培训教材[M].北京：中国电力出版社，1995.