直流系统接地故障查找方法探讨及防范接地措施

李 昱 周中华/国网新疆电力公司布尔津县供电公司

直流系统接地故障查找方法探讨及防范接地措施

李 昱 周中华/国网新疆电力公司布尔津县供电公司

直流系统作为变电站继电保护及安全自动装置、控制、信号、事故照明等系统的电源供给，其重要性不容忽视。若直流系统出现故障，轻则在变电设备发生异常时无法发出告警信息，重则导致保护装置误跳开关或系统故障时保护拒动造成越级事故。而直流接地是直流系统最易发生的故障，本文就如何查找直流系统接地故障略加探讨，并就如何有效防范直流接地故障的发生提出些措施。

直流；接地故障；查找方法

前言：

直流系统发生接地故障后，直接表现为常规站中央信号屏上“直流系统接地”光字牌亮，警铃响。综合自动化站监控机发“直流接地”事故信号并伴有告警音响。用万用表测量直流屏后“+”“－” 输出端子，一端为0V，一端为220V则为金属性接地，若一端为明显低与110V，一端明显高于110V则为非金属性接地。并非所有接地故障都是持续性的，部分故障为瞬间发生且出现频次较多，经验表明瞬间多发的直流接地故障若未及时消除，最终将发展为持续性接地故障。

一、直流系统发生接地故障的原因

变电站直流系统因分布较广，既有室内部分也有室外部分，且外露部分较多。电缆数目多，且较长。所以，很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。

（一）二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，年久失修、严重老化或存在某些损伤缺陷如磨伤、砸伤、压伤、剥伤等导致直流系统非金属性接地，一般更换备用芯或备用电缆后恢复正常。

另外设备二次配线部分磨损，投运后受振动、发热等外力影响，导致磨损部分绝缘破坏，也会引起直流系统金属性接地。

（二）二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒（电缆穿管）进水，使直流系统对地绝缘严重下降。

如：隔离开关机构箱或其它设备电缆穿管内积水严重，长期浸泡导致整个电缆绝缘破坏，引起直流系统金属性接地，需更换电缆才能恢复正常。

（三）小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，或在特定环境下遭受外力影响，引起接地故障。

二、直流系统接地故障的危害

直流接地故障中，危害较大的是两点接地，一旦系统发生两点接地故障，便有可能构成接地短路，造成继电保护及自动装置的误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、致使越级跳闸。

（一）直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通，若这些回路再发生一点直流接地，就可能引起误动作。

（二）直流负极接地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为，跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。同时，直流回路短路电流会使电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断会失去保护及操作电源。因此，规程上规定直流系统在接地达到50V以上时，应停止直流系统上的一切工作，并进行选择查找接地点，防止造成两点接地。

三、直流系统接地故障的查找方法及处理

直流系统接地故障的查找方法可分为两种：使用直流接地故障定位仪器查找和人工使用万用表查找。

直流接地故障定位仪的工作原理是：当直流系统发生接地故障或绝缘降低(整个直流系统绝缘电阻小于报警整定值)，直流系统电压监测装置发出警报时，将信号发生器接入直流系统的正、负母线和地之间。信号发生器自动判断直流系统电压等级，判断接地故障的极性、接地程度，分析绝缘监测平衡电桥回路接线方式和平衡电桥的电阻取值，形成信号输出的智能反馈，向直流正负母线和地间，发射出低频信号。通过故障检测器检测各回路对地绝缘的直流电源漏电流，并模拟显示接地回路绝缘状态，判断出接地故障回路（支路），并继续沿故障回路（支路）检测出接地故障，将故障点准确定位。

现仅就人工使用万用表查找故障的方法略加探讨。

人工查找直流接地故障的一般顺序和方法：

（一）首先分清接地故障的极性，大致分析故障发生的原因。了解接地前有无停送电或倒闸操作，（多数在操作后发生直流接地的，故障点都在此操作间隔上）近期是否有大风或雷雨天气，（判断故障点是否处于室外）。若站内二次回路有工作，或有设备检修试验，应立即停止。

（二）采取拉路检查的方法缩小故障范围。先大致判断出接地故障存在的范围为10kV、35kV还是110kV系统，再逐一进行拉路。先取下信号保险，看接地现象是否消失，再取操作保险，无论取下保险后接地是否消失，都要在3S内恢复保险。若直流系统之间保持着独立，即信号、控制回路没有混接现象，各间隔之间没有混接，此步很快即可完成。

（三）具体操作时由一人进行取（给）保险的操作，另一人使用万用表直流档位在任一直流电源处进行测量（正接地时测量正电源处，负接地则测量负电源处）。若取下某一保险后，万用表指示由0V突变到70～80V左右，即可判断出接地点在此间隔内及处于信号回路还是操作回路了。因保险取下时间短，接地故障只是瞬间消失，直流母线电压不能马上恢复至“+”“－”110V，在加上万用表的灵敏度问题，所以表头指示只能达到70～80V左右。这一步能否准确迅速的完成，取决于工作人员对站内直流系统的熟悉程度和对故障综合判断的能力。

（四）判断出接地点所处间隔后，应检查有无环网点，有则需解开环网点进行下一步检查。然后采用逐段排除法进行故障点定位，即在此间隔直流外回路上任一点将二次线从端子排上解下，用万用表测量二次线头上的电压，若为0V则说明接地点在此线头与电源端之间，若为110V则说明接地点在二次线接线端子排与背离电源端之间。判断出方向后，再采用此方法一路查找下去，直到找到两个点A、B。A点确认出接地点在A与电源端之间，B点确认出接地点在B与背离电源端之间，则故障点就处于A、B两点之间。这一步检查存在大量的工作量及危险性，在解线与接线的过程中极易造成直流第二点接地或误碰其他设备，轻则造成保险熔断，重则造成开关误跳。因此要求工作人员小心谨慎，并对操作、信号等二次回路了如指掌，明白每根二次线的作用及走向，否则面对众多的二次线犹如大海捞针毫无头绪，也极易造成事故。

（五）再次解开A、B两点接线进行绝缘测试确认绝缘下降或遭到破坏后，找到备用芯线进行更换。若已无备用芯线，或备用芯线绝缘也已破坏，只有更换整根电缆进行处理了。多数的直流接地故障，按照以上的步骤和方法均可顺利排除。

四、检查中应注意的安全事项

（一）拉路检查时，应经调度同意，时间不得超过3秒钟，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。

（二）为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和万用表指示情况综合判断。

（三）尽量避免在高峰负荷时进行。

（四）防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。

（五）按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错；所拆线头应做好记录和标记。

（六）在已有一点接地的情况下，不得使用万用表的通断档位进行测量。

（七）必要时在拉路前，解除可能误动的保护，操作电源恢复后再投入保护。

五、防范直流系统接地的措施

据了解，多数的直流接地故障是由于二次电缆绝缘下降或遭到破坏引起，且故障点处于室外隔离刀闸处的较多。分析原因主要是电缆敷设穿管、或剥线时，外绝缘层遭到破坏，在室外气候的影响下，极易绝缘受损引发直流接地。因此在日常的运行检修维护工作时，采取措施来避免接地故障的发生对保证设备的安全运行是有必要的。

1.规范施工工艺，从源头上避免埋下隐患。

2.利用停电机会对室外端子排、辅助开关等二次设备进行清扫。

3.保证断路器端子箱、断路器机构箱、隔离开关机构箱等二次电缆穿管处封堵完好，避免雨水流入造成浸泡。

4.加强对室外电缆的绝缘测试工作，在绝缘开始下降还未遭到破坏前，采取措施，避免直流接地的发生。

六、结束语

直流系统接地故障严重影响到系统的安全稳定运行，因此正确掌握直流接地故障的查找和排除方法是很有必要的，以上些许经验，望能够给同行们在工作中带来一点帮助。