直流系統接地故障查找方法及其優缺點分析

郭海瑛

摘 要： 隨著經濟和科技水平的快速發展，直流系統是組成電力二次系統的極為重要部分，直接影響通信裝置、遠動和繼保運行的安全性與穩定性。因此，直流系統運行情況引起廣泛關注。但是，電網在實際運行過程中，其直流系統接地故障會引起保護裝置的誤動或拒動，這些行為都會直接威脅到電網安全運行，甚至產生嚴重后果。只有盡快查找直流系統中存在的故障并消除該故障隱患，是相關專業人員應重視的工作內容，也是提高電力系統安全性與可靠性的重要方式。目前，變電站直流系統接地故障分析已經成為直流系統研究中的熱點問題。

關鍵詞： 直流系統;接地;故障檢測

【中圖分類號】TM131.3 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）04-0199-01

引言：當變電站直流系統發生接地故障時，會造成保護裝置、自動裝置、控制裝置和信號裝置等誤動或拒動，不僅會對設備產生損傷，嚴重時還會影響到整個電路系統的穩定運行。因此運行操作人員必須不斷提高自身的專業技術，將直流系統的安全運行維護作為一個首要的問題來常抓不懈，確保為電路系統的穩定運行提供可靠的基礎保障。

1 變電站直流系統接地故障的含義

所謂變電站直流系統接地故障，是指變電站直流系統的正極或負極與大地間的絕緣水平低于某一規定值。變電站直流系統接地故障可以分為以下兩種類型：①一點接地，即變電站直流系統內發生單一接地點。通常情況下發生一點接地不會對變電站保護裝置的運行產生較大影響，但是為了避免轉化為兩點接地（不同位置），必須盡快對故障進行排查和處理;②多點接地，即變電站直流系統內發生兩點或兩點以上接地。當發生多點接地故障時，會對變電站保護裝置的運行產生很大影響，可能會導致保護回路誤動、正負極短路、開關拒動等現象，嚴重影響變電設備的安全可靠運行，因此必須立刻查找故障點并采取適當的處理對策。

2 直流系統接地故障的危害

如果出現直流正極接地的狀況，保護及自動裝置會非常容易誤動作。因為負極連接著大部分斷路器的分合閘線圈和繼電器線圈，如若回路中的另一點也發生接地，很容易誤觸保護裝置。如果出現直流負極接地的狀況，保護及自動裝置則會拒絕動作。因為在負極接地后，如若回路中另一點也發生接地，兩接地點等于直接將斷路器的分合閘線圈以及保護繼電器的線圈短接，從而使保護裝置無法動作。更為嚴重的情況是，巨大的短路電流會熔斷直流電源保險絲，甚至直接燒壞各個設備的連接處，使整個直流系統陷入癱瘓。

3 查找直流系統接地故障的方法

3.1 “拉路法”來查找故障點

所謂“拉路法”，是指當變電站直流系統發生接地故障后，依次斷開各直流饋線，觀察接地現象是否消失，從而來確定接地故障的所在饋線。當采用“拉路法”來查找變電站直流系統接地故障點時，一般先從照明回路和信號回路開始，確定照明回路和信號回路無故障后，再對保護回路和操作回路進行查找。由于“拉路法”容易受到現場工作環境的影響，例如某些變電站沒有嚴格區分控制回路、照明回路、信號回路和保護回路，有的變電站甚至還私自形成了一些非正常的閉環回路，因此極大地增加了故障點查找的難度。與此同時，現場操作時還需要結合運行維護人員的經驗和對現場環境的熟悉程度，力求在盡量少拉路的前提下迅速地確定故障點并進行處理，因此對運行維護人員自身技術水平的要求較高。

3.2 便攜式直流接地查找裝置定位法

目前發生直流系統接地故障后，一般采用便攜式直流接地故障查找裝置進行檢測。該裝置的原理和信號注入法原理大致相同，只是便于攜帶，方便進行實地排查。所以該裝置也不需斷開回路電源即可對故障點進行查找，而且相比于信號注入法，使用該裝置查找時，可以將故障范圍極大地縮小，將接地故障發生處精確定位到某一詳細位置，給工作人員及時排除故障提供了很大便利。在面對電路錯綜復雜、設備數量繁多的情況時，便攜式直流接地故障查找裝置以其快速便捷的優勢傲視群雄。但是在實際問題中，直流系統發生接地時，有可能經過過渡電阻，由于電阻的限流作用，故障支路的低頻信號電流會大大減小，這無疑給查找接地支路帶來了新的挑戰。大部分接地故障發生的原因是絕緣能力降低，而這些接地都經過了過渡電阻，所以面對這些情況，便攜式直流系統接地故障查找裝置也表現出了自己的局限性。

4 變電所直流系統接地的改進和預防措施

在解決變電站直流接地故障時，部分措施仍需進一步完善。具體在實行接地事故排查期間，參與排查工作的相關人員必須要嚴格按照安全規范，同安全人員一起開展事故排查，盡可能地避免在排查時使得單級接地發展成兩極接地的狀況，導致接地故障變得更加嚴重。除了這一方面需要改進外，還要增加一定的預防措施，從而有力防范直流接地故障的出現。（1）應定期檢查系統內設備線路的使用情況，并做好保養工作，若是線路出現老化或絕緣性下降等問題，應及時更換;（2）加大對周邊環境的控制力度，防止外界自然環境對線路造成損壞，從而引發接地事故，如殺蟲滅鼠、防雨防雷等;（3）需要及時檢查更新設備，全面監察直流系統的絕緣性以及其他性能。

結語：隨著我國科學技術的進步與發展，變電站的相關使用設備更新換代速度逐漸增快，綜合自動化程度不斷提高。自動化變電站的建立以及直流絕緣監測技術的進步與發展，使直流系統故障分析判斷能力不斷提高。但是在處理較為復雜的變電站直流系統接地故障過程中，能夠有效分析變電站直流系統接地故障出現的具體原因以及適合解決方法，對較為普遍的變電站直流系統接地故障處置對策提出建議，使其具有普適性，能夠更好適用于更多常見接地故障。隨著相關專業檢修人員在現場實踐過程中積累的經驗不斷提升，再加上運行人員對于整個系統的維護能力不斷增強，變電站直流系統接地故障的分析水平與維修水平應當不斷提升，便于整個直流系統可靠和平穩運行。

參考文獻

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