發電廠直流系統接地危害及處理方法

摘 要:論述發電廠直流系統接地故障的各種危害，并針對直流接地的各種可能性，結合現場實踐經驗，提出直流接地的處理方法和步驟

關鍵詞:直流接地接地方式處理方法

中圖分類號:TM862文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0091-02

發電廠直流系統為獨立的絕緣系統，向各控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明回路等提供可靠的直流電源。它還可為設備操作提供可靠的操作電源。正常時正、負對地絕緣電阻相等，正、負對地電壓平衡。發生一點接地時，接地極對地電壓降低，而非接地極接地電壓升高，在接地發生和恢復的瞬間，經遠距離、長電纜啟動的中間繼電器跳閘回路可能因其較大的分布電容造成中間繼電器誤動作(一般采用大啟動功率的中間繼電器來避免)，除此以外，對設備運行并無影響。但是，若出現第二個接地點，極易引發各類故障，因此直流系統一點接地時，設備雖然可以持續運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。

1 直流系統接地的各種方式及危害

發電廠直流系統接地是一種易發生且對系統危害性較大的故障。直流系統正極接地，就會有造成繼電保護誤動的可能，因為一般跳閘線圈(如出口中間繼電器線圈和跳閘線圈等)均接電源負極，回路再發生接地或絕緣不良就會形成兩點接地，引起保護誤動:直流系統負極接地，如果回路中再有一點接地，形成兩點接地可將跳閘回路或合閘回路短路，保護拒動，此時系統發生故障，保護的拒動必然導致系統事故擴大(即越級擴大事故)，同時還可能燒壞繼電器的觸點和燒保險。

典型的斷路器控制回路簡圖如圖1所示。

1.1 兩點接地可能造成斷路器誤跳閘

當直流接地發生在A、B兩點時，將電流繼電器LJ1、LJ2觸點短接而將ZJ啟動，ZJ觸點閉合引起跳閘。A、C兩點接地時短接KM觸點而跳閘。在A、D兩點，D、F兩點等接地時同樣都能造成斷路器誤跳閘。

1.2 兩點接地可能造成斷路器拒動

接地發生在B、E兩點，D、E兩點或C、E兩點，斷路器可能造成拒動

1.3 兩點接地引起熔絲熔斷

當接地點發生在B、E和C、E兩點，保護動作時，不但斷路器拒跳，而且引起熔絲熔斷，同時也有可能燒壞繼電器觸點。

2 引起直流接地的原因

按接地點所處的位置不同，可分為室內和室外兩種形式。引起直流系統接地的原因，主要有以下幾種。

2.1 潮濕天氣引起接地

在大雨天氣，雨水滲入未密封嚴實的二次接線盒，接線端子與接線盒外殼導通引起接地。在持續的梅雨天，潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者膠布包扎處絕緣大大降低，從而引發直流接地。

2.2 由小動物引起接地

二次接線盒(箱)密封不好，如壁虎、蜘蛛類的小動物進入，觸碰直流回路將造成接地。電纜外皮被老鼠咬破，也容易引起直流接地。

2.3 直流回路接線松動或脫落

斷路器操控二次回路的端子排螺絲松動，在多次分合后由于震動導致接線脫落滑出，觸碰金屬制端子排引起接地。

2.4 二次回路積灰

電氣二次回路長期未清掃，積灰嚴重直接導致直流回路接線與端子排的絕緣降低直至直流系統接地。

2.5 由擠壓磨損引起接地

若二次回路線與轉動部件(如開關柜門)靠在一起，長期的開關柜門導致二次線磨損，絕緣破壞后接觸柜體引起接地。

2.6 插件內元件損壞

為抗干擾，插件電路設計中通常在正負極和地之間并聯抗干擾電容，若電容擊穿將引起直流接地。

2.7 人為原因

在設備改造或廢除時，常常有工作人員只解開了設備側的直流回路二次接線，但并未在源頭解開，之后被其它人員誤認為備用芯而造成誤碰或誤剪。也有工作人員在工作中解開二次線時不做絕緣包扎，一旦接觸金屬件就引起接地。

3 直流系統接地的處理方法

在運行過程中直流接地故障絕大部分是間接接地和非金屬接地，接地故障隨氣候和環境變化而變化。因此直流系統在短暫的接地故障后可能很快消失，這時雖然絕緣恢復了正常，但是不找到并處理好接地點，將始終是一大隱患。這就要求我們一定要在盡可能短的時間找到故障點。

直流系統中的空氣開關或熔斷器一般是分層分級配置，由直流母排引出，到直流屏總路空氣開關，然后再到各設備分路總空氣開關，最后細分到保護、控制、監視、儲能等各個回路中。

傳統上一般采用“拉路尋找”的方法，即首先在直流系統總饋電屏處按照先信號和照明后控制回路，先室外部分后室內部分的原則，逐個斷開各直流回路。無論回路有無接地，斷開直流回路電源的時間一般不得超過3S，但集成電路和微機保護的直流電源最好拉開10S后再合。若直流接地現象繼續存在，則說明下級回路沒接地:若斷電后直流接地故障消失，則說明接地點處于本開關的下級回路中。判斷直流接地故障是否消失，可以是詢問運行人員集控監測信號有無消失，在現場也可以用萬用表或電壓表測量直流系統的正負極對低電壓。如我廠使用的220V直流系統，正極對地為+110V時正常，大于+110V說明負極接地，小于+110V則說明正極有接地點。值得說明的是，所用萬用表或電壓表內阻應不低于2000Ω/v，即使查出某一回路有接地，也應先合上空開或保險，再進一步處理。

當我們已經確認了直流接地所在的支路，且該支路下級已無空開或保險可以斷開時，就需要通過解線的方式來進一步確認了。事實上，若此支路只涉及照明或信號等非重要回路時，且查線可能需要較長時間，我們可以向值長申請斷開此直流支路，讓整個直流系統先恢復正常，再進行解線。解線前應將所解線芯的回路編號，端子排號及對側接線編號記錄清楚，以防在恢復接線出錯。在解線的同時使用萬用表(支路已斷開時使用絕緣搖表)檢查回路的對地絕緣，直到解開某一根線時絕緣恢復，則可以確定接地點就在該線芯或是其連接的設備上，再仔細觀察、逐步細化，最終將能找到接地的那一點。

近幾年由于微機保護的應用和綜合自動化的發展，一般發電廠及變電站都配置有直流系統絕緣檢測裝置，以“信號注入法”、“霍爾傳感器監測法”、“磁飽和監測法”三種原理設計生產。在直流的各分支回路上安裝一個穿心式的電流互感器，各互感器感應到的信號經過直流接地選線裝置分析判斷，確定直流接地的分支回路。發生接地后，微機直流系統絕緣監測系統會發出“直流接地”信號，并報出接地發生在饋電屏上的哪一支路，這在很大程度上節省了直流接地的查找時間。同時，各式各樣的便攜式直流接地故障查找儀紛紛面世，原理類似于絕緣檢測裝置的信號注入法，其特點如人為拉路法，不需斷開直流回路電源，使用一移動式的采集器在各分布回路上測量，如果出現接地回路就報警。對接地故障的排除在時間上和安全上都是好幫手。但是，由于目前產品和各直流系統的兼容性和抗干擾能力差的因素，誤報率比較高。我們也只是將之作為拉路法的輔助測試儀。并沒有大量采用和全面推廣，僅為查找時作為參考使用。

4 結語

直流系統能否可靠運行對發電廠的安全運行極其重要。日常維護中我們除了要針對直流接地可能發生的各個隱患點做好巡檢及相應措施，如在室外接線盒加裝防雨罩、利用設備停運期間檢查更換外皮老化電纜等:也應該多熟悉現場設備狀況，及時了解直流系統檢測及查找裝置的科技新發展，在不斷實踐中努力探索和提高查找直流接地的水平。

參考文獻

[1]毛錦慶.電力系統繼電保護實用技術問答[M].北京:中國電力出版社，2000.

[2]白忠敏.電力工程直流系統設計手冊[M].北京:中國電力出版社，2009.