直流接地故障的分析处理及运行维护 |
| 2012-11-06 13:52 作者：王述 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月6日文】据《硅谷》杂志2012年第16期刊文称，直流电源作为重要一次设备的二次电源，它主要包括继电保护及自动化装置电源、信息远传及通讯电源、控制和信号电源。可以说，直流系统二次电源的安全稳定运行直接影响着一次电力系统的安全稳定运行。而接地故障又是直流电源故障中最为常见的故障形式，所以主要阐述直流系统在实际运行的注意事项和遇见故障时处理方法及在处理故障过程中的注意事项。
直流电源作为电力系统的重要组成部分，一般做为一次设备的保护装置、一次设备的操作回路及信号回路等的电源。直流电源不同于交流电源，当直流电源发生一点接地时，直流二次空开不会跳闸，回路中的保险丝不会熔断，设备仍能继续正常运行。但这种一点接地故障情况应尽快查找并消除。因为当再发生另一点接地时，就有可能引起信号误报送、继电保护装置、断路器误动作或拒动作，甚至在某种特殊故障情况下造成直流电源短路，引起熔断器熔断或分断电源开关，使设备失去操作电源或保护电源。这样就会对一次设备的安全稳定运行带来潜在危害。
因此，对直流系统的运行监控和及时分析并处理直流系统一点接地的方法就变的极为重要。
1直流系统故障接地的分析
直流系统在变电站内分布广、外露部分较多。所以很容易受到不良环境的腐蚀造成二次电缆或二次元器件的绝缘电阻降低，严重时甚至会绝缘破坏造成直流系统接地。当220V直流系统两极对地电压绝对值差超过40V或绝缘降低到25kΩ以下，48V直流系统任一极对地电压有明显变化时，视为该直流系统已接地。一般造成直流接地的原因有如下几项：
1）二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低或因运行年久失修而严重老化。
2）室外端子箱门密封不严，端子箱内容易挂蜘蛛网，端子排上容易积灰尘，端子箱底部与电缆沟相通，遇上潮气，端子排上的积灰水分增加，使绝缘水平下降，直流泄漏电流增加。户外端子箱越多，直流泄漏电流也越大。
3）雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘降低形成接地。
4）小金属零件掉落在元件上或小动物误碰直流接线端子或母排照成直流接地或短路。
5）接线端子绝缘老化。有的接线头由于长期暴露在潮气中，产生氧化和锈蚀现象。
6）蓄电池表面不干净、对地绝缘不良。
2直流系统接地故障的危害
当直流系统发生两点接地故障时，有可能使保护回路或控制回路误动作，造成设备不应有的跳闸或把停运的设备误投入运行，这样就会对电力系统的安全运行和工作人员的安全照成极大危害。在某种特殊故障情况下还会烧毁二次回路中的保险，严重时会烧毁二次继电器辅助触点或使运行中的保护电源掉电。一担在保护电源掉电、保护失灵时发生一次设备短路或接地故障，将会使电力故障扩大，严重破换电力系统的安全稳定运行。
3直流系统接地故障类型有如下几种情况
1）当直流电源正极发生接地故障时，有可能造成运行中的断路器误分闸情况。如图1所示：当直流控制电源正极A点单点接地时，保险丝不会熔断，设备仍能正常运行。但是当直流控制电源A、E两点同时发生故障接地时，正电就会越过分闸操作开关FK，使跳闸线圈TQ带电，引起断路器误分闸。
图1
2）直流负极接地，有可能造成保护装置拒绝动作。如图所示，当直流控制电源负极F点一点接地时，保险丝不会熔断，设备仍能正常运行，但是当E、F两点同时发生接地故障时，当此时需要断路器分闸或设备保护需要动作时，由于E、F两点将跳闸线圈TQ短路。致使跳闸线圈TQ不会带电动作，造成断路器拒动情况。同时由于正负极之间短路，会烧毁保险丝RD。
3）虽然一般直流一点接地不会造成事故，但这是在继电器、光藕动作电压大于50%额定电压的前提下，所以，当继电器、光藕动作电压低于50%额定电压时，单点接地同样会造成误动。如上图中B点接地而ZJ动作
电压低于50%额定电压时，ZJ同样会动作。所以单点接地故障同样也会影响到控制回路及保护回路的正常工作，给电力系统内一次设备的安全稳定运行带来潜在危害。
从以上三种直流系统接地故障类型可以看出，直流系统接地故障直接影响到一次设备的安全稳定运行。所以，当直流系统出现一点接地故障时，应及时的查找并消除故障，防止故障事故扩大。因此，对直流系统接地故障点的查找的方法就尤为重要，现将直流系统接地故障的查寻方法总结如下：
1）利用“直流在线绝缘监测装置”判断直流系统接地故障点的极性。
2）根据现场运行情况、操作情况以及环境因数综合判断，初步确定接地点的位置。
3）按照先信号回路，后控制和保护回路，先室外后室内的原则，按照分路试停的方法寻找接地点的回路。
4）当站内安装有直流接地自动查找装置时可结合装置查找。
当上述检查均没发现故障点时考虑同级接地。
4寻找接地故障点时应注意
1）在查找直流接地点需要瞬时停电时，首先应经调度同意，且切断断路器时间不应超过3秒钟。如短时间无法判断应尽快合上开关。
2）停电时应做好相应措施，防止直流失电引起保护及制动装置误动作。
3）禁止使用灯泡寻找接地点，必须使用高内阻仪表：电压为220V的表计内阻不小于20kΩ；电压为110V的表计内阻不小于10kΩ。
4）在寻找和处理直流接地过程中不得人为造成新接地点。
5）查找故障时必须二人（或二人以上）人员进行，应做好相互监护。防止误操作或工作中造成的人身伤害。
6）在测量回路绝缘电阻时，应断开微机保护装置电源测量，严禁测量带有微机保护装置等电子元器件的回路绝缘电阻。
5运行维护中还应视具体情况采取不同措施
严控二次设备施工工艺。对室外端子箱、机构箱等加强密封，加装防潮除湿设备或材料；对于容易磨损的二次电缆应做好相应的保护措施，例如在外面加装绝缘材料，避免因经常磨损而造成绝缘损坏致使直流接地；而对于在检修中发现的绝缘严重降低的电缆或电气元件则应及时处理更换。
定期检测绝缘监测装置运行好坏，保证绝缘监测装置能够正确可靠动作。对特殊运行环境下的场合要加强巡视，例如在有强酸强碱性腐蚀的场合对铜导体的腐蚀相当严重，特别是电气二次回路采用的都是小截面导线，之前也曾有过导线接线端子处被完全腐蚀断开而造成电力事故，所以，在特殊运行环境下更应加强巡检与防护。
对来站内进行临时工作人员做好安全措施，防止因为人员误操作或走错间隔而造成人为直流接地或断线。
直流接地故障对电力系统的危害很大，但它是完全可以预防和控制的。只要我们严把设计、施工、维护关，掌握直流接地故障的发生原因和故障出现后怎样查找和排除，直流接地故障是可以控制和消除的。
综上所述，正是因为直流系统在电网中的重要性，决定了直流系统接地故障对电力系统的危害性，因此，我们要正确对待这一问题，用辩证的观点来分析解决问题。只要我们不断总结经验，严格按规程办事，努力提高人员素质，搞好全过程控制，把直流系统接地故障消灭在萌芽状态，使直流系统接地故障可控和再控，确保发电厂和变电站直流系统安全、可靠、稳定运行。
作者简介：
王述，国网智能电网研究院中电普瑞科技有限公司，从事电力系统设计调试工作。
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