關于直流接地與故障處理的探討

張雷　李強

摘 要： 直流接地，是一種室外端子箱或機構箱內潮濕積水而產生的電力系統故障。本文結合華能澠池熱電有限責任公司現場的實際發生過的直流接地事件，詳細敘述了直流系統結合及故障查明和處理的方法、思路。

關鍵詞： 直流接地;故障查明;處理

0 引言

直流電源為帶極性的電源，為電源正極和電源負極。正常運行時處于不接地狀態。直流系統發生一點接地，不會產生短路電流，可以繼續運行。但是必須及時查找接地點并盡快消除接地故障，否則當發生另一點接地時，就有可能引起信號裝置、繼電保護及自動裝置、斷路器的誤動作或拒絕動作，有可能造成直流電源短路，引起熔斷器熔斷，或快分電源開關斷開，使設備失去操作電源，引發電力系統嚴重故障乃至事故。因此，發現問題必須立即解決。

1 直流系統原理

微機控制直流電源由廠內提供，經整流模塊整流后供直流負荷用，同時對并聯蓄電池組充電。

蓄電池采用鉛酸免維護電解液電池。監控模塊具備顯示功能，直流母線電壓通過監控模塊監測。單只或一組電池電壓通過電池采集模塊監測。絕緣監測裝置對母線電壓和母線電阻的支路對地電阻進行監測，低于40kΩ時告警。監控模塊設置有交、直流電壓高低值告警，均浮充轉換判決設置值，在運行數據超過設置值時，可以實現告警提示，根據設定時間進行均浮充轉換。其中交流配電單元電源來自400V保安PC A段，通過空氣開關1QF1控制輸入。絕緣監察裝置能夠精確測量交流竄入電壓值、母線電壓、正負母線對地電壓，準確計算出正、負母線絕緣電阻、各饋線支路絕緣電阻，能夠快速選出絕緣降低或接地故障的饋線支路，具有交流竄入告警功能，并能選出交流竄入故障支路，具有直流互竄告警功能，并能選出直流互竄支路，具有傳感器零點自校正功能并能兼容多種傳感器接口。具有交流竄入、絕緣告警、高阻告警、壓差告警、定時、電阻變化等多種自動啟動選線功能，故障消失告警信號能夠自動復歸。

2 發現問題

2019年8月26日17時13分，#1、2機組正常運行，17時13分52秒，#2機直流配電室2號饋電屏顯示直流接地告警，查看告警界面顯示11開關接地，接地電阻降為30歐姆。

3 分析問題

對照直流系統圖查找11開關為：6KV工作2A段2號直流分屏電源1。

繼續向下查找到#2機6kV配電室，查看6KV工作2A段2號直流分屏饋線接線表，共有28個饋線。由于6kV直流饋線屏沒有直流絕緣監察裝置，無法看出具體哪個設備接地。我門采用逐個快速拉空開的辦法來判斷具體哪個設備接地。首先用萬用表測量6KV工作2A段直流母線電壓，然后瞬間拉開空開1，觀察母線電壓是否恢復正常（正常電壓為正110V負110V）。若拉開空開的瞬間電壓恢復正常，則證明直流接地存在于該開關的下一級，若拉開空開瞬間電壓沒有變化則證明該回路沒有接地，此時快速將空開合上。整個過程不到1秒的時間對整個運行回路沒有影響，適用于機組運行時操作。

通過上述方法逐一拉空開，最終確定空開22即#2爐氧化風機A二次回路存在接地問題。開取#2爐氧化風機A二次回路檢查工作票，對二次回路進行檢查。直流接地一般發生在現場環境惡劣、室外、或者是室內溫差較大的地方。#2爐氧化風機6KV開關及控制回路位于#2機6kV配電室，這里環境較好，發生接地的可能性小。所以我們想到控制回路、信號回路在就地氧化風機現場是否有接過來的線。查看圖紙發現控制回路段子排X3：10和X3：48來自于就地事故按鈕，所以我們首先將X3：10和X3：48兩根線解下，測量直流母線電壓發現母線電壓恢復正常，這證明接地就發生在就地事故按鈕到氧化風機控制回路這一段。

4 出現原因

一是雷雨季節室外端子箱或機構箱內潮濕積水導致直流二次回路中的正電源或負電源對地絕緣電阻下降，嚴重者可能到零，從而形成接地。

二是部分型號手車開關的可動部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施，手車來回移動導致其中導線破損，從而使直流回路與開關金屬部分相接觸，從而導致接地。

三是部分直流系統運行多年，二次設備絕緣老化、破損，極易出現接地現象。

四是因施工工藝不嚴格，造成直流回路出現裸線、線頭接觸柜體，引起接地。

以上四種原因涵蓋了直流系統接地的所有原因，本次事故按鈕接地也是其中兩種原因的組合造成的即事故按鈕二次接線絕緣老化、破損，該位置在雨天的時候會有雨水澆到按鈕盒上。

5 直流接地的危害

（1）正接地可能導致斷路器誤跳閘。由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發生正接地時可能導致斷路器跳閘。

（2）負接地可能導致斷路器拒跳閘。

（3）微機保護裝置芯片多用直流電源，不純凈的電源有可能導致器件損壞。

（4）導致誤動、拒動、設備損壞等惡性結果。

6 查找直流接地故障的技巧

（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，當運行人員發現系統發生接地時，應第一時間聯系檢修人員，檢修人員迅速尋找接地點。在前往就地尋找接地點前，應根據絕緣監測裝置，判斷是哪極接地及接地嚴重程度如何。

（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，每日現場巡檢時應關注各個支路的絕緣電阻值。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）查找順序。

應首先考慮直流回路、保護屏、端子箱等二次回路是否有人工作，室外設備或環境惡劣設備是否有雨、雪等。再按照信號回路、照明回路、操作回路、控制回路、保護回路順序排查。

參考文獻

[1]江蘇省電力工業局.變電運行培訓教材[M].北京：中國電力出版社，1995.