一起變電站內典型直流失地案例分析

趙 歡 黃培珊 姚旭瑞 林向宇 黃偉達 黃進德

(國網福建省電力有限公司泉州供電公司，福建 泉州 362000)

1 概述

按照對電網運行的影響程度，變電站內的缺陷劃分為危急、嚴重和一般缺陷三類，其中危急缺陷是設備發生了直接威脅安全運行并需立即處理的缺陷，變電站直流系統絕緣性能降低或接地(以下簡稱直流失地)是變電站最常見的危急缺陷之一[1]。

一般來說，導致直流失地故障的原因主要有三種：一是二次回路因絕緣材料不合格而導致其絕緣性能過低；二是因小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成的直流接地；三是由于外來因素導致二次接線絕緣的破壞[2]。變電站直流供電系統是變電站二次系統中較重要的部分，負責全站保護裝置、測量控制裝置以及網絡通訊裝置等設備的供電，正常狀態下的直流母線電壓一般應控制在220V的±10%以內[3]，若其出現故障將導致變電站內重要二次設備失去電源，進而影響站內一次設備的安全、可靠運行，產生不可估計的損失[4-8]。

本文重點討論了變電站直流失地的設備類型，結合一起典型案例，分析了引起直流失地故障的客觀原因，同時提出了一些防范措施，對于變電站的故障防范以及變電檢修工作具有一定的指導性。

2 變電站直流失地情況分析

以某地市供電公司為例，該供電公司變電檢修中心從2020年至今共處理直流失地故障18起，統計故障發生的設備類型，結果如圖1所示。從圖中可以看出，刀閘(包括刀閘機構箱)和變壓器(包括變壓器附屬設備以及機構箱)是直流失地故障發生最多的設備，占全部故障的50%，而變電站內其他一次設備占約20%，除此之外，壓力表計、電纜等附件占30%左右。這說明暴露在室外且附帶機構箱(端子箱)的設備發生直流失地的風險最大，對刀閘和變壓器直流失地故障的防范性能提出了更高要求。

圖1 直流失地故障設備統計圖

從圖2可以看出，該檢修中心所處理的直流失地故障的原因中，二次線絕緣下降占28%，這需要加強對變電設備的例行檢修，及時發現、處理；二次回路破壞占11%，這需要在變電站內做好防小動物措施，以防蛇鼠破壞；最后，水汽進入導致的二次回路絕緣下降存在當地天氣、防潮措施、空氣濕度等多個因素的影響，是導致變電站直流失地故障的最主要因素。由此可見，做好防潮措施是變電站防范直流失地故障的重要措施。

圖2 直流失地故障原因統計圖

3 二次浪管進水引起的直流失地

下文對1起直流失地典型故障實例進行分析，以點帶面，分析故障原因，并提出防范措施。

某220kV變電站發現站內監控后臺報絕緣故障異常告警信號，運維人員在直流屏上查看，絕緣監察裝置顯示直流I段正母接地故障。經排查為主變非電量回路失地。現場檢查情況發現，二次端子盒內有明顯潮濕，部分接線端子排出現銹蝕現象，二次浪管內有積水并在往外滴水。檢修人員現場使用熱吹風機對二次端子盒進行烘干處理，并更換銹蝕嚴重的接線端子排，同時發現由于二次浪管積水時間較長導致管內二次線絕緣受損，排水后絕緣也無法恢復，于是重新敷設二次電纜后，站內直流系統恢復運行。

上述情況可以判斷，此次直流失地故障是由于該主變非電量用的二次接線盒及二次浪管防潮防水措施不完善，導致水汽進入二次接線盒，二次浪管長期積水使得信號電纜受潮，導致絕緣降低，造成直流失地。

對于主變非電量用的二次接線盒受潮及二次線浪管積水，檢修人員認為，當地連續多日暴雨，空氣濕度較高，主變非電量用的二次接線盒密封不良導致水汽進入盒內。因此應更換二次接線盒老化的密封墊，同時對密封面接縫處涂以防水膠。二次浪管進水后在低處積水，時間久了以后破壞二次線絕緣，因此應在二次線浪管最低處鉆排水孔。

4 變電站直流失地故障防范措施

針對以上案例暴露的問題，結合該檢修中心處理的所有直流失地故障，本文提出以下幾點防范措施。

①嚴控設備出廠監造驗收。在進行設備出廠監造驗收時，加強對設備的質量把控，在3C強制認證目錄中的元器件必須通過認證，斷路器等設備還應要求廠家提供機械特性試驗數據。

②加強設備例行檢修標準把關。在進行設備例行檢修時，要注意嚴格把關標準，在機構箱、端子箱地點工作時，工作完成后檢查箱內積水情況，同時應檢查加熱板的工作性能，箱門密封墊、防水封堵是否完好。

③推進設備優化改造。對機構箱、端子箱內二次線排布盡量避免出現極低點，若存在極低點，應同時設有排水孔；機構箱、端子箱防水防潮措施還應對所有可能造成水汽進入的地方進行封堵，包括箱門、蓋板、螺孔等，排查時應全面、仔細。加強季節性防范工作，針對因潮濕而故障多發的端子箱、接線盒等，可加裝防雨套罩等設施。

5 結束語

直流失地作為變電站內典型的危急缺陷之一，是導致系統出現更大事故的隱患，處理不當時將嚴重影響變電站的安全穩定運行。本文以1起典型的直流失地故障為例，分析了引起直流失地的主要因素，揭示了變電站中可能出現的隱患部分。從以上分析可以看出，二次回路潮濕導致絕緣降低是引起變電站直流失地故障的最主要、最難防范的因素。本文在此基礎上提出，檢修人員應加強檢修工藝和標準把控，對變電站內存在的不合理地方要及時發現和整改，隱患排查時應細致全面，從而減少故障的發生，提高變電站運行的穩定性。