直流系統接地故障處理方法探討

（國家能源集團大港電廠，天津 300272）

1 直流系統接地概述

1．1 直流系統接地

直流電源為帶極性的電源，為電源正極和電源負極。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點的概念。如果直流電源系統正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，這時我們稱該直流系統有正接地故障或負接地故障。發電廠、變電站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的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化、設備本身的問題等，而不可避免地發生直流系統接地。

1．2 直流系統接地的危害

（1）接地分類。按接地極性分為正接地和負接地，按接地種類可分為直接接地和間接接地。

（2）接地危害。一點接地時，不會產生短路電流可以繼續運行，但要及時查找，避免兩點接地。正接地可能導致斷路器誤動。負接地可能導致斷路器的拒動。

2 怎樣查找、排除直流系統接地故障

排除直流接地故障。首先確定是正極接地還是負極接地，通過組織判斷是直接接地還是間接接地，在要找到接地的位置。直流接地真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的，如果發生一般可以考慮二次回路上有人工作，大多是由于降雨、電纜破損或設備某部分的絕緣降低造成。主要有以下幾種方法。

2．1 拉回路法

一般先從信號回路、照明回路，再操作回路、保護回路等。

具體步驟如下：首先，通過拉閘斷開饋線支路電源，如果接地故障消失，說明該支路發生了接地故障；斷電時間不應超過3秒。其次，將接地故障支路分段解開端子，對每段饋線搖絕緣，找出接地故障位置。最后，排除接地故障并恢復該接地支路的供電。如果系統還存在接地故障，則重復上述過程，查找其他接地故障點。

拉閘查找接地故障存在以下缺陷與隱患：有的接地找不出來；引起保護拒動；引起保護誤動。

2．2 直流接地選線裝置監測法

直流系統接地監測作為系統正常運行的保證，日益受到廠家及用戶的重視。各類接地選線裝置也層出不窮。該裝置的優點是能在線監測，一直在線監測，隨時報告直流系統接地故障，顯示出接地回路編號及接地阻值。缺點是只能監測直流回路接地的具體接地回路或支路，但無法確定具體的接地點。

單極接地選線工作原理：將直流系統正負極對地壓V+、V-穩定在50%×母線電壓。當正負極對地段偏離50%×母線電壓時，說明存在絕緣下降，絕緣電阻下降至設定的門檻值時，即發生了接地故障；絕緣下降或接地故障發生在對地電壓絕對值變小的那一極。測量對地電壓的變化，可以計算出單極電阻性接地故障的電阻值大小（圖1中R1為平衡橋電阻）。

圖1 單極接地選線裝置原理圖

兩極接地選線工作原理：為了檢測2極接地故障，絕緣監測裝置還配置了2個切換橋電阻R2。圖2中切換橋電阻R2通過開關K1、K2控制，交替投入正負極電阻R2，所以稱之為切換橋。合上K1時，K2斷開，在直流系統正極投入電阻R2，正極對地電壓降低，負極對地電壓上升；反之合上K2時，K1斷開，在直流系統負極投入電阻R2，此時，負極對地電壓降低，正極對地電壓上升。在投入切換橋過程中，根據對地電壓的變化量，即可判斷直流系統是否存在2極接地故障。

圖2 雙極接地選線裝置原理圖

目前直流接地檢測裝置可以檢測：單極一點接地，單極多點接地，兩極同支路同阻值接地，兩極同支路不同阻值接地，兩極不同支路同阻值接地，兩極不同支路不同阻值接地以及交流接地。

2．3 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

絕緣問題檢查非比一般故障檢查，查找排除比較困難，必要時需停電配合檢查，必須確認保護是否允許直流失電，超過3秒的失電要提前跟運行人員報備，做好事故預案，因此便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法出現。特點是無須斷開直流回路電源,避免“拉回路”的方法,提高了排查直流接地故障的安全性。許多單位在裝設絕緣監察裝置的基礎上，輔助運用該裝置，將接地故障定位到具體的點。

3 查找直流接地故障的技巧

3．1 及時查找

因直流接地故障十分不穩定，常常隨環境等外界條件變化，系統發生接地時應報告值班調度員，迅速尋找接地點。在尋找接地點之前，應根據絕緣監察裝置，判斷是哪極接地及接地的程度如何。

3．2 利用絕緣監察裝置定期巡檢

利用精度較高的查找裝置定期對各個直流回路進行檢查。發生接地時接地報警燈亮，同時報警，顯示屏能顯示接地極性、接地支路號。

3．3 按序查找

應首先考慮直流回路、保護屏、端子箱等二次回路有無工作以及是否有雨等情況，再對信號回路、事故照明回路、操作回路、控制回路，最后保護回路順序進行排查。可根據單位情況先針對檢測絕緣情況較差的回路，再檢查絕緣好的回路。

“贊哈”產生的年代，在歷史文獻中沒有可靠的記載，但從傣族的有關傳說和其他有關資料來考證，應是6—8世紀。這是傣族社會發展的一個劃時代時期：產生了階級，進入了農奴制，小乘佛教傳入西雙版納地區，生產有了很大發展，物質財富也相對豐富多了。這樣，西雙版納地區具備了產生“贊哈”的社會條件。同時，這也是傣族文學出現新面貌的時期，傣族的許多敘事長詩和民間故事，都是在這以后產生和定型的。“贊哈”的產生對傣族文學的迅速發展產生了巨大的影響。同時，對于傣族長篇敘事詩的產生、傳播和發展起了重要的作用。

3．4 直流環路

對環路供電的直流系統需要先斷開環路開關，如果斷不開的環路，應對檢測到的接地故障回路其接地精度仔細分辨，找出接地更嚴重的回路,繼續查找。

4 直流接地的常見原因

4．1 直流接地產生原因

（1）絕緣老化、破損。

（2）機械振動，機械振動磨損電纜絕緣。

（3）潮濕：陰雨天氣，絕緣下降。

（4）生銹：如儀器儀表的金屬外殼。

（5）漏水：設備密封不好。

（6）裸露：施工遺留問題，如電纜芯沒有包好。

4．2 蓄電池接地產生原因

發生在蓄電池內部或蓄電池正負極的接地故障，稱為蓄電池接地故障。與正負母線連接的正負極極柱接地，不是蓄電池接地，而是正負母線接地。蓄電池接地產生的原因主要有：

（1）蓄電池長期過充電、過溫，導致殼體膨脹裂開。

（2）殼體老化。

（3）蓄電池底部微小顆粒，在應力的作用下，將蓄電池底部殼體頂壞。

（4）蓄電池在線監測設備。

4．3 交流竄入接地產生的原因

交流竄入直流系統接地故障是指本身接地的交流電源火線與直流系統正極或負極相連，而產生的接地故障。電廠或變電站的站用交流電源110/220V以及電壓互感器二次側57.8V交流電壓源，其中性點都接地，是交流竄入接地故障的主要來源。當然，調試用交流電源，在試驗過程中的錯誤接線，也可能導致交流竄入接地故障。除此之外，采用直流系統蓄電池供電的UPS，也經常發生交流竄入接地，其他個別廠家的充電機和GPS對時裝置也導致交流竄入故障。

5 結語

發電廠、變電站直流系統是重要的電源系統，在二次系統中處于極其重要的地位，因此，各單位十分重視直流系統接地故障，只有以最快的速度排除，才能防止造成電力系統事故。總結每次直流系統接地故障處理的經驗，選擇性能優越的設備有助于我們不斷提高技術水平，確保發電廠、變電站設備的安全穩定運行。