35kV變電站直流接地故障分析與查找方法

摘 要：在變電站各類事故中，直流系統接地故障是一項常見的且影響較大的事故。基于此，本文首先分析了導致直流接地故障的原因及危害分析；其次分析了如何查找接地故障的方法進行了探討；最后對全文進行了簡單的總結。

關鍵詞：35kV變電站；直流接地故障；查找方法

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 06-0000-01

35kV變電站直流系統對變電站的正常運營有著重要作用。變電站中的繼電保護設備、智能控制設備及監控設備等都受到35kV變電站直流系統的影響。若直流系統發生接地故障，則會對變電站的計量、控制、管理及各設備的正常運行造成一定的影響，甚至埋下嚴重的電力安全隱患。對此，筆者結合自身經驗分析了直流系統接地故障與查找方法，望能對同行帶來一定的參考。

一、導致直流接地故障的原因及危害分析

（一）直流接地故障的原因

35kV變電站直流系統往往接出較多的直流負荷，且分布較廣。設備及線路在長期的使用中，受到環境及人為的影響，及設備自身問題、電纜老化等，難以避免的發生直流接地故障。

根據不同的情況可將35kV變電站直流接地故障劃分成不同類別。根據故障極性可分為正母線接地故障與負母線接地故障；根據故障點可分為一點接地故障與多點接地故障；根據故障的持續時間可分為持續性故障與轉換性故障；根據線路接地的情況可分為非金屬性接地故障與金屬性接地故障。

具體導致直流接地的原因如下：一是回路絕緣老化失靈，如二次直流回路應受潮引起直流接地；二是回路自身缺陷，如直流二次回路質量不合格或受損；三是人為施工失誤，如施工人員操作不合理，違規操作等；四是其他情況，如小動物造成線路損耗或短路，設備小構件掉落引起直流接地故障等[1]。

（二）直流接地故障的危害與影響

在35kV直流接地故障中，若發生一點接地時，將引起正負極母線的對地電壓發生改變，根據接地電阻值對地電壓將存在一定的下降，而非接地極電壓將上升。雖然一點接地故障不會影響到保護設備，但若處理不當或不及時，直流系統另一點也發生接地故障時，就變成了兩點接地。35kV兩點直流接地故障，將導致智能設備及繼電保護設備出現誤動及拒動問題，甚至造成直流保險斷路，使相關設備失去電源。進而可能造成社會上大面積的停電事故。

二、查找接地故障

由于35kV變電站直流系統涉及范圍較廣，連接設備繁多，因此要有效的查找直流接地故障存在一定的難度。一旦發生直流接地故障后，應及時判斷故障發生在正極母線還是負極母線，之后便查找接地故障的位置，準確確定引起故障的原因，并采取合理的措施進行處理，盡早將故障問題消除。

進行直流接地故障的查找時，應充分的考慮現場的各種異常情況、分析設備的運行狀態、環境氣候等，只有對故障原因進行準確的判斷，才能有針對性的進行故障查找，改善查找效率。目前我國變電站中常見的故障查找法有下列幾類[2]。

（一）安裝直流電橋

直流電橋是能夠實時監控直流絕緣的設備，常見的有平衡橋與雙不對稱橋。當直流接地故障發生時引起電極絕緣下降，則會破壞電橋的平衡，合理的檢測電橋不平衡的程度可了解直流系統的絕緣情況。平衡橋的缺點在于只能反映正、負極的絕緣不平衡性，而不能對絕緣水平進行反映，若正負兩極絕緣出現均勻下降的情況，則設備失去效應。雙不對稱橋則能有效的處理上述問題。雙不對稱橋具有兩個不同的橋電阻，并通過單刀雙置開關與橋電阻進行串聯。

將開關進行閉合能夠將電壓進行測量并計算直流系統的對地絕緣情況，若35kV變電站的直流系統支路出現電極接地，那么相應的母線對地電壓將發生降低。雙不對稱直流電橋對于直流系統的正負絕緣均勻或不均勻下降、單極接地等情況都能有效的進行判斷。

（二）低頻信號檢測法

由于35kV變電站直流系統涉及范圍較廣，存在較多回路，因此雖然電橋法能夠將直流系統中的接地故障進行檢測，但很難找到具體的接地饋線，也無法將接地故障的電阻值進行準確計算。因此要準確的找出接地饋線與接地電阻值，可采取低頻信號檢測法。

在使用電橋法進行初步的接地故障檢測后，在使用低頻信號檢測法，進行進一步的檢測。低頻信號由信號發生器發出，產生的低頻電壓可經過隔空電容設置在直流母線與地面之間。在直流系統正常運作時，不存在接地故障，因此只有直流電流通過，若系統中，某饋線回路發生接地故障，則將有低頻電流信號通過該饋線，相關裝置就能及時檢測出該低頻電流信號，通過計算則能準確的判斷是那根饋線出現接地，其電阻值為多少。

拉回路法是傳統使用的接地饋線檢測方式，在進行檢測時需要將各個直流回路進行短期的依次斷電檢測。相比較可知低頻信號檢測法比拉回路法優點更加突出。前者不需要進行斷電處理就能檢測故障位置，能夠有效的節省檢測時間，提高故障的處理效率。

（三）自動隔離法

若35kV變電站具備兩個直流電源，則可使用隔離法進行檢測。一旦發生直流接地故障，能夠及時將故障系統的各條饋線，切換至正常直流系統。在進行切換時應檢測接地是否被轉移，進而判斷電路直路是否存在接地故障。這類方法在多條支路同時發生接地故障時，較為適合[3]。

三、結束語

綜上所述，35kV變電站直流接地故障，在變電站事故中較為常見，危害影響將明顯，難以有效查找。因此掌握接地故障的原因、迅速查找故障點，是保證電力系統正常運行的重要前提。相關人員應結合上文所述觀點，掌握科學的故障查找方法，降低35kV變電站直流接地故障造成的損失。

參考文獻：

[1]張曉毅，王志強.變電站直流接地故障的分析與查找[J].中國電力教育，2008（S1）：71-73.

[2]葉德亮.變電站直流接地故障查找方法[J].硅谷，2012（19）：151-152.

[3]陳韜，胡書琴.變電站直流系統接地故障的分析及對策[J].電力學報，2009（02）：145-146+149.