变电站直流系统接地故障的分析及对策

张怡帆 郑毅 李朝阳

摘要：作为给变电站各保护装置提供电能的重要系统，直流系统在运行过程中，由于自身系统工作环境的复杂性、分布较广、受外界因素影响较大等特点，所以容易出现运行过程中以接地故障为代表的各种故障发生。本文首先找出直流系统接地故障的常见故障原因，分析变电站接地故障查找方法的类型和各自优点，最后提出针对变电站直流系统出现接地故障切实有效的解决方略。

关键词：直流系统;变电站;故障分析

引言

变电站为城市的运行、工业商业的发展、人们的工作与生活提供了重要的电力支持，而作为变电站重要的系统组成之一，直流系统的运行稳定性和安全性愈发受到社会各界的广泛关注。

一、故障原因

1.1 设备问题

直流系统当中的设备材料以及二次回路在长期的运行过程中，由于本身未达到安全的使用标准以及外界压伤、磨损等因素造成直流系统设备绝缘老化或是由于元件发热而引起的火灾造成的设备损坏。

其次，安装人员和维修人员在对直流系统设备和二次回路在进行连接、组装、维修过程中由于操作人员的失误造成的直流系统接地而引发的接地故障。

1.2 外界因素

直流系统由于长期的受到外界风吹雨打、风沙侵袭、湿气腐蚀等恶劣环境的影响，导致设备在长期暴露下出现绝缘装置老化而引发的绝缘性能下降。

其次，自然界的小动物无意间爬入直流系统的端子箱内，并用身体碰到箱内接线而引发线路中断或是线路零部件掉落在带电回路上，导致变电站直流系统出现串接等情况引发的接地故障。

二、接地故障查找方法

变电站对于直流系统出现接地故障所采用的常见查找方法包括：拉路法、自动隔离定位法、在线检测法三种。

2.1 方法一：拉路法

通过对变电站直流系统各个直流馈线进行依次断开连接，派维修人员对各个直流馈线接地情况进行调查，如果在该段直流馈线检测过程中出现接地现象消失，则可直接判断该地是出现接地故障的区域。拉路法的优势在于检测结果准确，而不足则表现在：由于变电站直流系统非特殊情况不能轻易中断运行，否则容易导致随意中断而出现的直流系统开关误跳闸、保护误动作等现象发生。因此采用拉路法来进行接地故障的检测，对于工作环境的要求较高。同时为了减少拉路法拉路的数量和中断运行对直流系统的影响，要求维修人员能够有较强的故障查找经验以及对直流系统线路有着较高水平的熟悉程度。

2.2 方法二：自动隔离定位法

采用自动隔离定位法能够有效的将直流系统出现多条直流馈线发生接地故障时，能够将出现故障的直流馈线快速的切换到同一电压的另一条正常的直流系统当中维护整体的运行，通过在多条直流馈线逐回切换过程中来判断接地故障的发生点。虽然自动隔离定位法有较强的故障排查效果，但是需要有较高水平的运行人员才能确保自动隔离定位法操作的准确性和科学性。

2.3 方法三：在线检测法

在线检测法之所以能够实时的监测变电站直流系统对地绝缘状况，是由于借助直流电源低频电压信号发射器这一内部装置来实现根据接地的极性来判断直流馈线出现接地故障的区域。运行人员通过使用在线检测法对某一条直流馈线经过电流互感器传达低频电流信号，来进行检测装置收集的检测数据的计算、分析、判断是否为接地故障区域。在线检测法的最大优势就是不需要运行人员对直流系统进行切断直流馈线，而且工作环境对于在线检测法的影响较小。但是低频电压信号发生器、电流互感器、检测装置技术设备与技术的好坏直接会影响故障查找的准确性。

三、针对变电站直流系统出现接地故障的有效对策

首先，对于出现接地故障的直流馈线区域，必须要确保每一次改造和修改后的故障现场能够与直流系统设计图纸的位置和相关内容的一致性。对于每次改造和修改的内容要在图纸上进行注释和标记，确保修改后的各个直流馈线能够保证连接的准确性和描述的正确性;其次，在对直流系统各个直流馈线仪器仪表進行检查时，尽可能将直流系统的运行设备与维修设备进行分离，避免运行人员在进行发生接地故障区域维修过程中，使用的检修设备造成对直流系统正常运行的状态的破坏和干扰。同时，利用绝缘检测装置以及临时的直流电源装置来实现对检测区域的装置直流电源进行接地检测，避免由于在进行接地检测过程中出现直流系统二点接地面而引发的直流系统误跳闸或是误动作的事故发生;再者，对于直流系统二次设备设计和维修过程中，必须要结合变电站的周围环境来切实加强对于二次设备的审核要求，来切实降低治疗系统在运行过程中出现接地故障的频率和危害性。同时在直流系统设备二次设计正式投入前，必须要确保整体运行的安全性和专业检测合格标准后，才可正式投入到直流系统运行体系中;最后，在对直流系统二次回路和绝缘材料进行巡查过程中，运行操作人员需要重点对直流馈线绝缘性能较差的区域进行巡查和标记，当该区出现接地故障时能够快速的定位和采取有效解决措施。

四、结束语

电力企业的发展、社会工商业的运行、人们日常的生活与工作电力资源稳定性的重要基础，在于确保电力输送设备以及直流系统能否保持运行的稳定性与安全性。因此，变电站以及相关的运行人员必须要灵活的选择和搭配接地故障的查找方法，来切实保证我国变电站直流系统运行的稳定性与运行过程中的安全性。

参考文献 ：

[1]张珂卫，屈乾达，陈小平，黄义飞，朱三华，严玲玲.500 kV变电站直流系统接地故障的分析与处理[J].电工技术，2021（08）：99-100+103.

[2]蒋睿彦.变电站直流系统接地故障快速定位及其防范对策[J].电子元器件与信息技术，2019，3（10）：92-94.

[3]何荣凯，刘晖，付荣荣，杨雷，任鹏飞，杨兆星，亓文汉.变电站直流系统接地故障分析及处理[J].南方农机，2019，50（07）：205.

[4]李洪涛，牛元泰，李文文，闫明阳，杜刚.变电站交流电串入直流回路故障分析与对策[J].内蒙古电力技术，2018，36（02）：75-78.