电力系统直流接地故障危害及排查

李杨

摘要：全面、系统地对直流系统接地故障从产生、检测、排除和分析研究等方面进行研究和阐述，从而对查找和排除直流接地故障的方式方法作更为深入的研究和探讨，以有效提高变电站运行的安全稳定性，有助于提高电网运行的可靠性。本文全面详细地阐述了直流系统接地故障，从产生、检测、排除、分析等环节对直流系统进行了研究，以更有效地对直流接地故障进行检查和排除，从而使得变电站运行更为安全可靠，提高电网运行的安全稳定性。

关键词：直流系统接地;多点接地;故障排除

随着经济和电力行业的快速发展，直流不间断电源系统作为电站控制的供电系统，负荷接地时有发生，但接地查找的高风险和操作的高难度困扰着操纵员，每次接地查找过程都可能导致停堆停机。为以后的接地查找工作提供了经验，可以有效避免接地查找过程中负荷失电的风险。

一、直流系统接地的定义、产生与危害

1.1直流系统接地定义。

所谓直流系统接地，是指直流系统的正负极一方与大地的绝缘水平小于等于某一特定值的现象，其中，正接地是指正极绝缘水平小于等于某一特定值。而负接地则是负极绝缘水平小于等于某一特定值。

1.2直流系统接地产生原因。

直流系统长期稳定的不间断供电特点使得其具有更广的负荷面及支路，往往会受到高温、污染、气候及环境的改变而导致元件损坏、接线端子老化、电缆老化，进而使得绝缘水平下降。通常而言，其接地概率与投运时间成正比。主要有以下几种情况：

（1）元件损坏、设备及电缆老化，使得绝缘水平下降。浓雾、大雨等恶劣天气也会导致直流系统接地，在天气转好时恢复正常;

（2）直流系统回路线头受施工改造、设备检修等因素影响而出现脱落、松动进而与金属外壳相碰触，从而导致直流系统接地;

（3）引起直流系统接地情况还有变电站二次装置烧毁的情况，发生这种情况通常会有焦糊味、开关拒合、拒跳等相应保护动作。

1.3直流系统接地的种类与危害

（1）接地种类。结合现实状况，直流系统接地可以进行如下几种分类：根据接地极性不同有正、负接地的区别;根据接地类型有直接和间接的区别;还有完全和非完全接地的区别，也就是是否为金属接地。还有绝缘和交流半接地、环路接地、多点接地、单点接地等多种情况。且根据不同的接地情况，各种接地的名字也不同。

（2）正极接地危害。正接地会导致断路器跳闸，断路器跳闸线圈是与负极电源相连接的，一旦发生正接地，就会导致回路。

（3）负极接地的危害。负极接地则会导致断路器拒跳。

二、查找、排除直流接地故障的流程与方法

2.1排查流程。

通过以上对直流接地危害的分析可以知道，不论正、负极哪个接地，都会通过大地形成接地回路，从而导致系统故障，所以需要及时进行排除，以有效避免因二点或多点接地而导致的故障及事故。尽管对于变电站来说，直流接地要相对复杂，但对于不同保护的故障排除方法却是一样。结合多年排查电网直流系统接地故障的做法及经验总结，大致可以将排查流程总结为以下两点：

（1）以直流接地故障检测装置对故障的显示状况为依据对直流系统接地故障进行判断，确定没有误报之后，对故障回路及种类进行确定;

（2）在故障排查中通常采用分段查找或拉路法进行。待故障点确定后进行故障排除。

2.2排查方法。

拉路法通常用于对故障回路无法准确判断的情况。直流接地回路只要脱离直流系统单独运行。就会导致直流母线对地电压平衡状况的出现，因此在排除故障时，往往采用直流接地回路瞬间停电的方式来对直流接地的地点进行确定。目前运行的直流系统有着清晰的直流回路分类，系统投退由专用断路器进行控制， “拉路”检查可以通过控制保险或开关来实现。如果旧直流系统发生故障，直流回路严重交叉，控制开关不明确，则需要采用“打头法”，即将某直流回路的特定电缆接头打开来实现排查。从本质上来讲， “打头法”也是一种拉路法，是在拉路法基础上的一种延伸。运用拉路法进行故障排查和处理的流程大致为：先对照明和信号部分进行排查，再对操作部分进行排查，坚持做到先外后内。

2.3直流接地在线检测装置。

针对直流接地故障，目前市场上以经充斥着多种類型的选线装置，其设计生产原理主要是基于磁饱和检测法、霍尔传感器检测法、信号注入法等，通过将一个穿心式的电流互感器安装于直流的各分支回路，直流接地选线装置对互感器感应到的各类信号进行分析，对直流接地的分支回路进行判断并确定，部分回路对应编号通过支路回路上安装的接地检测仪和传感器编号进行显示。该选线装置有利于对各分支回路接地状态进行实时在线检测。

2.4便携式检测装置。

此外，查找直流接地故障还可以借助于便携式查找仪进行，该检测装置是拉路法的一种，有利于提高接地故障排除的安全性和时效性。与人为拉路法一致，对直流回路进行测量时无需对直流回路电源进行断电，只需借助于移动式采集互感器来回测量即可，一旦检测到接地回路，装置就会自动报警，充分显示了该仪器的科学性。

三、结论

电网系统中现有的变电站由于长时间的运行增大了直流系统发生故障的可能性，同时也加大了日常运行维护的困难。本文通过研究产生直流系统接地故障的原因，对直流系统接地故障从产生、检测、排除、分析、研究等环节展开了详细研究和阐述，并在此基础上研究和探讨了直流系统故障查找和排除的有效方法，而且有针对性地开发出一种监测装置对直流系统运行的安全性进行保护，极大地有利于电网的稳固和正常生产活动的开展，并且能产生客观的社会和经济效益。

参考文献：

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[3] 王国忠. 直流系统接地故障查找方法浅析%Analysis of Grounding Fault Finding Method for DC System[J]. 电力系统装备， 2018， 000（009）：68-69.

（作者单位：国网河北省电力有限公司衡水供电分公司）