淺談直流系統接地故障

陳衛勇

摘 要：直流系統是重要的電源系統，為電力系統的控制回路、信號回路、繼電保護裝置、斷路器的分、合閘，事故照明等提供可靠穩定的不間斷電源。直流系統的可靠與否，對電廠的安全運行起著至關重要的作用。直流系統接地故障是直流系統中常見的故障，會造成保護誤動、拒動及燒保險，導致喪失直流電源及引起保護邏輯混亂等。

關鍵詞：直流系統 直流系統接地 故障處理 直流母線絕緣監測裝置

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0056-01

直流系統是電廠中的一個重要的組成部分，直流接地是直流系統中常見的故障。在此主要分析直流系統的組成，電壓等級，在運行中發生一點接地的原因，危害，查找的方法和避免直流接地措施。

1 直流系統的組成

直流系統由整流器、蓄電池和直流配電裝置三部分組成。

正常運行時，蓄電池組只承擔瞬態高峰負荷；當充電裝置故障或交流電源故障時，蓄電池能夠承擔全部負載。

直流系統的電壓一般分為220 V、110 V、48 V和24 V。根據用電設備的類型、額定容量

適用性等確定具體使用的額定電壓，額定電壓一般按以下原則確定：

—— 電動機、閥門操作機構、逆變裝置等大容量負載一般選用220 V直流電壓；

—— 配電裝置的斷路器的控制電源一般選用220 V或110 V直流電壓；

—— 專用儀表控制系統和柴油機啟動系統一般選用48 V和24 V直流電壓。

直流母線電壓允許范圍一般為±10%，電壓過高時，對長期帶電的繼電器、指示燈等容易過熱或損壞。電壓過低時，可能造成開關、保護的動作不可靠。

直流系統一般不許控制回路與信號回路系統混用，直流控制回路是供給開關合、跳閘二次操作電源和保護回路動作電源，而信號回路是供給全部聲、光信號直流電源。

2 引起直流系統接地原因

電廠直流系統所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環境、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等，而不可避免的發生直流系統接地。

具體可能有以下原因：

（1）室外直流負荷在多雨季節很容易受潮。電廠室外直流負荷主要為高廠變及主變非電量保護，在多雨季節發變組保護柜直流絕緣經常偏低。

（2）直流母線通過儀控等負荷連接在一起，降低了直流系統絕緣水平。

（3）直流絕緣檢測裝置本身對直流系統存在不良影響，直流絕緣檢測裝置設計不合理。

（4）誤接線引起接地。

（5）設備故障引起接地。

3 直流系統接地危害，查找方法

直流系統一極絕緣電阻下降或一點接地一般對運行無特別影響，并不引起任何危害，但必須盡快查出故障點加以消除。否則，當發生另一點接地時，即發生兩點接地，則根據接地點的不同會造成保護誤動、拒動及燒保險，導致喪失直流電源及引起保護邏輯混亂等。

所以當直流系統發生一點接地時，應立即查找接地點并消除，以免產生兩點接地造成運行事故。

直流系統發生一點接地時，一般采用拉路法和儀表查找定位法尋找故障點。

手動拉路法查找直流接地時的注意事項：

在切斷各支路時，切斷時間不超過3秒，不論回路接地與否均應合上；

尋找接地點禁止停用絕緣監視裝置，禁止使用燈泡尋找的方法；

當直流發生接地時，禁止在二次回路上作業；

處理時不得造成直流系統短路和另一點接地；

查找和處理必須由兩人以上進行；

拉路前應采取必要的措施，防止直流失電可能引起保護、自動裝置誤動；

拉路時必須按照“拉路順序原則”進行操作。

4 避免直流接地故障的措施

針對直流系統接地存在的危害，應結合機組檢修做好下述工作：

（1）對所有直流電纜支路進行絕緣檢測，檢查絕緣薄弱環節，重點利用停機機會，對機組運行期間不能停電的絕緣較低直流電纜支路進行絕緣檢測和停電排查，并及時進行處理。

（2）對室外變壓器就地端子箱進行必要的防潮處理，包括端子箱內部加熱器、電纜封堵、箱體密閉性、防雨罩等。檢查端子箱內部加熱器的溫控器工作性能，確保加熱器能夠按照溫控器的設定值進行自動投切，維持端子箱內合適的濕度。端子箱電纜封堵進一步完善、加強端子箱箱體密閉性等。

（3）戶外端子箱內建議增加接地銅排，就地端子箱箱體應有可靠的接地，應規范安全接地和屏蔽接地。

（4）對不合理負載分配進行論證及改造。

（5）兩段獨立直流母線不應該有電氣聯系，可以采用直流電源隔離模塊，防止兩段直流母線相互干擾。

（6）對重要儀控負荷可以采用直流電源優選模塊，實現不間斷、無擾動切換。

（7）對直流絕緣檢測裝置進行更新改造，以減少裝置對直流系統的影響。

5 直流母線絕緣監測裝置

電廠一般使用直流母線絕緣監測裝置來監測絕緣。

絕緣監測裝置F201的工作原理是低頻疊加，裝置為2.5 Hz的低頻源，裝置本身經電阻接地，當負荷絕緣降低的時候，低頻源通過直流母線、電纜、負荷、絕緣低點及裝置接地點構成低頻通路，裝置中流過低頻電流。當絕緣低的負荷數量增加時，流過裝置的低頻電流也增加。裝置通過測量總的低頻電流，再折算為裝置顯示的直流母線的絕緣電阻值。

6 結語

直流系統接地現象較復雜，當發生直流系統一點接地故障時，要能夠及時正確查找故障點，避免信號、保護、控制等回路發生誤動作。加強對直流系統重要性的認識和運行維護，才能使安全工作落到實處。

參考文獻

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