變電站直流系統(tǒng)接地故障查找

任劍

引言：針對直流系統(tǒng)在運行中發(fā)生一點接地的各種可能性，結(jié)合現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，提出直流接地查找的方法和步驟。

一、引言

變電站直流系統(tǒng)以蓄電池儲存能量，以充電機補充能量，向全站保護、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)源源不斷的輸送電能，確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。直流系統(tǒng)是絕緣系統(tǒng)，正常時，正、負極對地絕緣電阻相等，正、負極對地電壓平衡。發(fā)生一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，在接地發(fā)生和恢復的瞬間，經(jīng)遠距離、長電纜起動中間繼電器跳閘的回路可能因其較大的分布電容造成中間繼電器誤動跳閘（可采用較大起動功率的中間繼電器來避免），除此之外，對全站保護、監(jiān)控、通訊裝置的運行并沒有影響。但是，存在一點接地的直流系統(tǒng)，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關誤動、拒動，所以直流一點接地時，設備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。

二、直流接地形式

按接地點所處位置的不同，可將直流接地分為室內(nèi)和室外兩種形式，按引起接地的原因，又可分為以下幾種形式：

①由下雨天氣引起的接地。在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴實的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導通起來，引起接地。例如瓦斯繼電器不裝防雨罩，雨水滲入接線盒，當積水淹沒接線柱時，就會發(fā)生直流接地和誤跳閘。在持續(xù)的小雨天氣（如梅雨天），潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發(fā)直流接地。

②由小動物破壞引起的接地。當二次接線盒（箱）密封不好時，蜜蜂會鉆進盒里筑巢，巢穴將接線端子和外殼連接起來時，就引發(fā)直流接地。電纜外皮被老鼠咬破時，也容易引起直流接地。

③由擠壓磨損引起的接地。當二次線與轉(zhuǎn)動部件（如經(jīng)常開關的開關柜柜門）靠在一起時，二次線絕緣皮容易受到轉(zhuǎn)動部件的磨損，當其磨破時，便造成直流接地。

④接線松動脫落引起接地。接在斷路器機構箱端子排的二次線（如10kV開關機構箱內(nèi)的二次線），若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。

⑤誤接線引起接地。在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運行，另一頭被誤認為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。在拆除電纜芯時，誤認為電纜芯從端子排上解下來就不帶電，從而不做任何絕緣包扎，當解下的電纜芯對側(cè)還在運行時，本側(cè)電纜芯一旦接觸鐵件就引發(fā)接地。

⑥插件內(nèi)元件損壞引起接地。為抗干擾，插件電路設計中通常在正負極和地之間并聯(lián)抗干擾電容，該電容擊穿時引起直流接地。

三、直流接地查找

3.1查找方法

直流回路數(shù)量多、分布廣，接地點不好查，相對有效的方法是拉路試探法。即分別對每路空氣開關或熔斷器拉閘停電，若停電后直流接地現(xiàn)象消失，說明接地點位于本空氣開關控制的下級回路中；若現(xiàn)象繼續(xù)存在，說明下級回路沒有接地。通過拉路尋找，可將接地點限定在某個空開控制的直流回路中，再通過解開電纜芯，將接地點限定在室內(nèi)或室外部分；再通過拔出插件，可將接地點限定在插件內(nèi)和插件外。經(jīng)過層層分解、一段段排除，最終可將接地點定位于一段簡單回路中，再用搖表對回路中的每根接線搖測絕緣，把接地點進一步限定在幾根導線或幾顆端子上，通過仔細觀察，反復觸摸，接地點終會“原形畢露”的。

3.2查找步驟

直流系統(tǒng)中的空氣開關或熔斷器是分層分級配置的，一般由總路空開、分路空開串聯(lián)而成，兩級空氣開關將直流回路分成了三段。兩級空氣開關分別是直流屏總路空氣開關和各設備分路空氣開關，三段回路分別是直流母線及其引出線回路、總路空開饋出的電纜和橋接母線回路、分路空開饋出的保護、控制、監(jiān)視、儲能回路。其中，第三段回路數(shù)量最多、接線最復雜、接地幾率最高，幾乎所有的直流接地都出現(xiàn)在這一段。要想盡快找到接地點所屬空開，接地的確切位置和確切原因，就必須對三段回路的構成、作用和現(xiàn)場具體位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉現(xiàn)場直流系統(tǒng)接線。只有熟悉了接線，心中有了數(shù)，才能在拉路尋找時不漏拉、不錯拉、不重復拉。

3.2.1定位到總路空氣開關。目前直流屏上都安裝有微機直流絕緣檢測儀，發(fā)生直流接地時，絕緣檢測儀會報出是哪一極（正極還是負極）接地、接地電阻是多少，隨后會報出接地支路號，根據(jù)支路號就可將接地點定位到總路空氣開關。

3.2.2定位到分路空氣開關。用內(nèi)阻不低于2000Ω/V萬用表或電壓表在直流屏監(jiān)視接地極母線對地電壓，然后退出絕緣檢測儀。根據(jù)現(xiàn)場標示和相關圖紙，找出總路空開下級串接的所有空氣開關（或熔斷器），按照先信號后控制、先室外后室內(nèi)的原則排出拉路順序。

3.2.3找出接地的確切位置和確切原因。定位到分路空開后，應向調(diào)度申請，斷開該路空開，這樣其余直流回路就恢復到正常狀態(tài)，再拆除監(jiān)視直流母線對地電壓的萬用表或電壓表，投入絕緣檢測儀。由于空開已斷開，下級回路不帶電，用萬用表監(jiān)視回路對地電壓的方法發(fā)揮不了作用，所以對下級回路接地點使用搖表來查找。

①按室內(nèi)室外分段查找?，F(xiàn)場統(tǒng)計資料顯示，運行中變電站出現(xiàn)的直流接地點絕大部份在室外，所以分段查找時，重點還是查室外部分?？梢韵葘⒈净芈飞婕暗亩卧O備接線盒一一打開，仔細檢查，看盒子內(nèi)有無積水、有無潮氣、有無電纜頭破損進水、有無芯線絕緣皮裂口、有無動物巢穴、有無接線脫落、有無備用芯搭鐵等等，或許就會發(fā)現(xiàn)接地點。

②室外接地點查找。接地點位于場地電纜和電纜對側(cè)回路中時，解開端子箱到開關機構箱直流電纜所有電纜芯，用搖表在端子排測量接地極絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點在本電纜和開關機構二次回路中。若絕緣沒有變化，說明接地點位于端子箱引出電纜和電纜對側(cè)回路中（如刀閘輔助接點）。

按上述方法解開電纜芯對回路進一步分段，搖測絕緣，接地點就限定在開關機構箱、刀閘操作箱、或控制電纜中，用搖表對箱內(nèi)直流回路的每一根接線搖測絕緣，接地點就限定在幾根二次線中，再仔細觀察，反復觸摸，就可發(fā)現(xiàn)接地點。

③室內(nèi)接地點查找。接地點位于保護屏內(nèi)時，依次拔出裝置插件，測量端子排接地極對地絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點就在對應插件中。若絕緣沒有變化，說明接地點位于保護屏端子排、端子排引出屏間直流電纜和屏內(nèi)布線中，用搖表對屏內(nèi)直流回路的每顆接線端子搖測絕緣，找出接地的那幾顆端子，對端子金屬部分、連接線部分仔細觀察，反復觸摸，找出接地點。

四、接地查找注意事項

防止不正確的查找方法造成的直流系統(tǒng)兩點接地。如使用燈泡查找法，使用內(nèi)阻低于2000Ω/V的萬用表和電壓表。某些保護如整流型距離保護、晶體管保護在直流拉合時可能會誤出口，所以在拉合前應申請退出保護出口壓板。

目前絕緣監(jiān)測裝置大都采用帶接地選線功能的微機監(jiān)測儀，這類監(jiān)測儀都有一個共同的特點，反應相對遲鈍：在發(fā)生直流接地時，要延遲幾秒甚至十幾秒才能報“直流接地”信號；而在直流接地消失時，也要延遲幾秒甚至十幾秒其信號才復歸。在拉路尋找時，切斷各支路直流的時間只有幾秒鐘，絕緣監(jiān)測儀信號來不及復歸，致使靠絕緣檢測儀判斷接地消失的方法找不出接地點。為此，在拉路尋找前，應先使用內(nèi)阻不低于2000Ω/V萬用表或電壓表在直流屏監(jiān)視接地極母線對地電壓，然后退出絕緣檢測儀（絕緣檢測儀會使直流母線對地電壓發(fā)生較大波動，影響判斷），靠萬用表或電壓表電壓值的變化來反映直流接地是否消失。

參考文獻

[1]毛錦慶等，電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答，北京，中國電力出版社，2000.

[2]孫成寶等，直流設備檢修，北京，中國電力出版社，2003.

（作者單位：國網(wǎng)忻州供電公司）