鉗形電流表在直流系統接地處理中的應用

姚漢梁，雷振洲，毛世炳

（國網浙江省電力公司檢修分公司，浙江 杭州 311232）

0 引言

直流系統不僅在變電站中為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，還為操作提供可靠的操作電源。直流系統的可靠性是變電站安全運行的保證。

變電站內直流系統所接的設備較多，回路復雜，在長期運行過程中，由于受到天氣、設備老化及其他客觀因素的影響，不可避免地會發生直流系統接地。大量異?；蚴鹿时砻?，一點接地或兩點接地都可能引起信號回路、控制回路異常，繼電保護及自動裝置等誤動作或拒動，從而破壞電力系統的安全運行，甚至造成大范圍的停電事故。如何快速、合理、高效地處理直流系統接地，是變電運維中不可回避的一個課題。

1 現狀分析

1.1 直流系統接地檢測現狀

在目前的變電站中，現場運行人員通過直流系統接地檢測儀先巡查出接地的直流支路，再輔以拉路法進行判斷確認，是應用比較廣泛的一種方法。與傳統的單純拉路法相比，這種方法可以在直流系統接地檢測儀檢測結果的基礎上進行確認，不用大范圍地進行拉路查找，可大大降低自動裝置的失電概率，極大地提高處理直流系統接地時的安全性。但由于受到直流系統接地檢測儀原理的限制，這種方法在變電站實際運用中仍然存在不足。

1.2 直流系統接地檢測儀的基本原理及存在問題

目前的直流系統接地檢測儀較多采用電橋平衡原理。因受電橋平衡原理的限制，它只能檢測非對稱性直流接地故障，在正、負極絕緣電阻均等下降或其值相接近時，檢測儀沒有反應；同時，它也無法有效檢測高阻對稱性接地。

現有各類直流系統接地檢測儀的兩極絕緣電阻之比在2:1-10:1的范圍。若兩極絕緣電阻相差較大，而任一極的絕緣電阻并未低于允許值，也可能報警，使檢測人員誤認為絕緣電阻下降。因此，在變電所實際運用中往往會出現以下情況。

(1)?當直流系統接地檢測儀檢測出具體接地的直流支路時，由于該支路下面往往帶著幾套保護裝置，當采用拉路法拉開該支路進行確認時，需要預先將這幾套保護裝置一起停電。

(2)?在實際工作中，曾出現過直流系統接地檢測儀檢測出的直流支路錯誤的情況；此時現場運行人員只能采用傳統的拉路法進行處理，不僅降低了處理的效率，也提高了處理的風險。

(3)?受制于直流系統接地檢測儀的支路檢測設計原理，當同一直流母線下的2條及2條以上支路同時接地時，直流系統接地檢測儀就無法判別出具體是哪條支路接地。這種情況下，現場運行人員也只能采用傳統的拉路法進行處理。

2 解決方案

在現場運用中發現，使用鉗形電流表可以很好地彌補以上幾點不足。一般使用鉗形電流表，是用它的感應原理來量取線路上的電流；但是利用鉗形電流表來測量同一支路正、負電流之和是否為0的方法，可以快速有效地判斷出存在異常的直流支路，其測試原理如圖1所示。

圖1 鉗形電流表測試異常直流支路原理

正常運行，直流支路未接地時，流經鉗形電流表的直流負載的電流大小相等，方向相反，即I(+)+I(-)=0，所產生的磁場相互抵消，鉗形電流表上的讀數為0。當某直流支路的正極接地時，即K地合上后，直流母線通過接地電阻R地接地，產生接地泄漏電流I漏，則I(+)+I(-)≠0，I漏的大小可反映支路等效絕緣電阻的大小。即R地=U(+)/I漏。負極接地時測量原理類似。

根據以上原理，針對直流系統接地檢測儀輔以拉路法查找直流接地的3點不足，可以采取以下措施加以解決。

(1)?用直流系統接地檢測儀檢測出具體接地的直流支路后，若該支路由2個及2個以上保護裝置組成，且每個保護裝置均有相互獨立的電源空開時，則可以先用鉗形電流表在每個保護裝置電源空開的下端頭測量正、負電源電流之和是否為0。當查找到某一支路電流之和不為0時，即可認為此支路發生異常。同時，可以分別測量該空開下端頭的正、負電流，查看這一支路的正、負電流是否相等來加以確認。但這樣測量仍存在著保護裝置空開上端發生接地的可能性。當測得所有的空開下端頭都正常時，可推測是在直流母線到該保護裝置這一段發生異常。

(2)?當直流系統接地檢測儀檢測出發生接地故障的母線，且檢測儀報出的接地支路并不是實際的接地支路時，可以用鉗形電流表逐條查找主支路的正負電流和。當檢查出電流和不為0或者可以確定不是零點漂移時，就可在此主支路的下一級范圍采用相同的方法查找，直到查出接地支路。也可以用鉗形電流表來分別測量正、負電流的值，當查出2電流有明顯差別時，可以確認此支路發生接地故障，然后再往下逐級查找。

(3)?第3個問題的處理方法與第2個問題基本相同。

需要指出的是，應盡量選用準確度較高的鉗形電流表或數字式鉗形電流表，且使用時應選與所測電流相匹配的量程，不要選離測量值過大或過小的量程檔測量。

3 應用實例

某日，某500?kV變電站進行保護改造，5479線第2套保護處于檢修狀態，此時后臺報500?kV小室I段直流接地?，F場查看杭州星炬有限公司生產的WZJD-6A直流系統接地檢測儀，發現顯示的是500?kV小室直流分屏(3)第94號支路5479線第1套保護屏出現接地告警。在500?kV小室直流屏(3)查找，量得直流分屏(3)第14支路5479線第1套保護空氣開關正極下樁頭對地電壓為0，基本可以判定是這條支路發生接地情況。

5479線第1套線路保護由分相電流差動保護P546和后備保護RCS931A?2套保護組成，它們所采用的直流電源屬于同一條支路(見圖2)；同時，5479線第2套保護處于檢修狀態。如果采用常規的拉路法進行檢測，將使一次設備短時失去保護；若此時出現線路故障，將給系統安全帶來十分嚴重的后果。因此，采用上述方法，用鉗形電流表量出后備保護RCS931A裝置電源正、負電流和不為0，據此可以判斷出直流接地在RCS931A側。所以處理時只需要停用第1套線路的后備保護，主保護仍可正常運行；待5479線第2套保護恢復正常后，再停用第1套保護來加以處理。這樣就有效地避免了5479線失去保護帶來的運行風險。

4 結束語

采用鉗形電流表來處理直流系統接地故障，最大的優勢在于其可以做到在繼電保護裝置不失電的情況下查找出接地直流支路。這種不用停用保護裝置的處理方法，極大地提高了查找接地直流支路的速度；同時也降低了查找時的風險，避免了現場一次設備因拉路引起的無保護運行和保護裝置失電重新上電啟動時引起的保護裝置程序紊亂導致的保護誤動、拒動。該方法在變電站查找直流接地的應用中有著重要的價值。

圖2 500 kV繼保室直流系統接線

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