一起变电站内典型直流失地案例分析

赵 欢 黄培珊 姚旭瑞 林向宇 黄伟达 黄进德

(国网福建省电力有限公司泉州供电公司，福建 泉州 362000)

1 概述

按照对电网运行的影响程度，变电站内的缺陷划分为危急、严重和一般缺陷三类，其中危急缺陷是设备发生了直接威胁安全运行并需立即处理的缺陷，变电站直流系统绝缘性能降低或接地(以下简称直流失地)是变电站最常见的危急缺陷之一[1]。

一般来说，导致直流失地故障的原因主要有三种：一是二次回路因绝缘材料不合格而导致其绝缘性能过低；二是因小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成的直流接地；三是由于外来因素导致二次接线绝缘的破坏[2]。变电站直流供电系统是变电站二次系统中较重要的部分，负责全站保护装置、测量控制装置以及网络通讯装置等设备的供电，正常状态下的直流母线电压一般应控制在220V的±10%以内[3]，若其出现故障将导致变电站内重要二次设备失去电源，进而影响站内一次设备的安全、可靠运行，产生不可估计的损失[4-8]。

本文重点讨论了变电站直流失地的设备类型，结合一起典型案例，分析了引起直流失地故障的客观原因，同时提出了一些防范措施，对于变电站的故障防范以及变电检修工作具有一定的指导性。

2 变电站直流失地情况分析

以某地市供电公司为例，该供电公司变电检修中心从2020年至今共处理直流失地故障18起，统计故障发生的设备类型，结果如图1所示。从图中可以看出，刀闸(包括刀闸机构箱)和变压器(包括变压器附属设备以及机构箱)是直流失地故障发生最多的设备，占全部故障的50%，而变电站内其他一次设备占约20%，除此之外，压力表计、电缆等附件占30%左右。这说明暴露在室外且附带机构箱(端子箱)的设备发生直流失地的风险最大，对刀闸和变压器直流失地故障的防范性能提出了更高要求。

图1 直流失地故障设备统计图

从图2可以看出，该检修中心所处理的直流失地故障的原因中，二次线绝缘下降占28%，这需要加强对变电设备的例行检修，及时发现、处理；二次回路破坏占11%，这需要在变电站内做好防小动物措施，以防蛇鼠破坏；最后，水汽进入导致的二次回路绝缘下降存在当地天气、防潮措施、空气湿度等多个因素的影响，是导致变电站直流失地故障的最主要因素。由此可见，做好防潮措施是变电站防范直流失地故障的重要措施。

图2 直流失地故障原因统计图

3 二次浪管进水引起的直流失地

下文对1起直流失地典型故障实例进行分析，以点带面，分析故障原因，并提出防范措施。

某220kV变电站发现站内监控后台报绝缘故障异常告警信号，运维人员在直流屏上查看，绝缘监察装置显示直流I段正母接地故障。经排查为主变非电量回路失地。现场检查情况发现，二次端子盒内有明显潮湿，部分接线端子排出现锈蚀现象，二次浪管内有积水并在往外滴水。检修人员现场使用热吹风机对二次端子盒进行烘干处理，并更换锈蚀严重的接线端子排，同时发现由于二次浪管积水时间较长导致管内二次线绝缘受损，排水后绝缘也无法恢复，于是重新敷设二次电缆后，站内直流系统恢复运行。

上述情况可以判断，此次直流失地故障是由于该主变非电量用的二次接线盒及二次浪管防潮防水措施不完善，导致水汽进入二次接线盒，二次浪管长期积水使得信号电缆受潮，导致绝缘降低，造成直流失地。

对于主变非电量用的二次接线盒受潮及二次线浪管积水，检修人员认为，当地连续多日暴雨，空气湿度较高，主变非电量用的二次接线盒密封不良导致水汽进入盒内。因此应更换二次接线盒老化的密封垫，同时对密封面接缝处涂以防水胶。二次浪管进水后在低处积水，时间久了以后破坏二次线绝缘，因此应在二次线浪管最低处钻排水孔。

4 变电站直流失地故障防范措施

针对以上案例暴露的问题，结合该检修中心处理的所有直流失地故障，本文提出以下几点防范措施。

①严控设备出厂监造验收。在进行设备出厂监造验收时，加强对设备的质量把控，在3C强制认证目录中的元器件必须通过认证，断路器等设备还应要求厂家提供机械特性试验数据。

②加强设备例行检修标准把关。在进行设备例行检修时，要注意严格把关标准，在机构箱、端子箱地点工作时，工作完成后检查箱内积水情况，同时应检查加热板的工作性能，箱门密封垫、防水封堵是否完好。

③推进设备优化改造。对机构箱、端子箱内二次线排布尽量避免出现极低点，若存在极低点，应同时设有排水孔；机构箱、端子箱防水防潮措施还应对所有可能造成水汽进入的地方进行封堵，包括箱门、盖板、螺孔等，排查时应全面、仔细。加强季节性防范工作，针对因潮湿而故障多发的端子箱、接线盒等，可加装防雨套罩等设施。

5 结束语

直流失地作为变电站内典型的危急缺陷之一，是导致系统出现更大事故的隐患，处理不当时将严重影响变电站的安全稳定运行。本文以1起典型的直流失地故障为例，分析了引起直流失地的主要因素，揭示了变电站中可能出现的隐患部分。从以上分析可以看出，二次回路潮湿导致绝缘降低是引起变电站直流失地故障的最主要、最难防范的因素。本文在此基础上提出，检修人员应加强检修工艺和标准把控，对变电站内存在的不合理地方要及时发现和整改，隐患排查时应细致全面，从而减少故障的发生，提高变电站运行的稳定性。