变电站直流系统接地故障分析及其应对措施

变电站直流系统接地故障分析及其应对措施
摘要：变电站内的直流系统是一个独立的操作电源，直流系统为变电站内的控
制系统，即使是全部失压后，它仍能为断路器合闸及二次回路中的仪表、继电保
护和事故照明等提供直流电源，为二次系统的正常运行提供动力。

但继电保护回
路力度不够，这就使直流系统往往运行在不可控的状态。

因此，本文作者结合多
年的工作经验，对变电站直流系统接地出现的故障进行研究，并提出应对措施。

可供大家借鉴参考。

关键词：接地故障；直流系统；变电站；措施
直流系统一点接地时，不会产生短路电流，但是必须尽快消除故障点，否则
当直流系统的另一点出现接地时，两个接地点通过大地导通，继而可能引起断路
器的错误动作或造成直流系统电源短路，使整个变电站失去直流电源，严重威胁
到电力系统的安全运行。

因此，《电力安全规程》中规定决不允许直流系统在一
点接地的情况下长时间运行，必须迅速排除接地故障，从而避免事故的发生。

1. 变电站直流系统接地的几种原因分析
1.1由于天气原因引起的接地
如果变电站处于多雨地带，就会容易受阴雨天气的影响，导致设备操作机构
箱及端子箱内潮湿，引起二次回路中的正、负极直流电源对地绝缘降低，严重时
绝缘为零，这时会出现直流系统接地故障。

1.2由小动物破坏引起的接地
当二次接线盒密封不好时，蜜蜂会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连
接起来时，就引发直流接地。

电缆外皮被老鼠咬破时，也容易引起直流接地。

1.3误接线引起接地
在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或
者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。

在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端
子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。

1.4机构箱内二次接线意外脱落引起接地
接在机构箱内端子排上的二次线一端螺丝出现松动情况时，在断路器反复跳
合闸之后，二次线的连接端子排的一端由于安装不劳，很容易从端子排弹出，接
触铁件部分，引起接地。

2．变电站直流系统接地故障表现形式
2.1正极接地
直流正极接地有使继电保护及自动装置误动的可能。

因为一般跳合闸继电器
线圈正常接于负极电源。

若这些回路中再有一点发生接地，就可能引起误动作。

由图1所示，直流接地发生在A、B两点，将使1K1、2K1触点被短接，KC励磁，KC常开触点闭合，通过断路器常开辅助触点引起误跳闸。

同理，A、D两点或F、D两点接地，都能造成开关误跳闸。

两点接地还可以导致误跳闸，误发信号。

2.2直流负极接地
负极接地时造成继电保护或断路器拒绝动作。

因为回路中若再有一点发生接
地时，就可能使跳闸回路或合闸回路短路，造成继电保护或断路器不能动作。

同
时直流回路短路，会使电源保险熔断，使继电保护或断路器失去电源，并可能烧
毁继电器。

上图中，B、E两点接地，KC线圈被短接，线路故障，保护动作时，
KC不动作，断路器不跳闸，且保险会熔断；D、E两点接地时，跳闸线圈TQ被短
接，保护动作断路器拒绝跳闸，同时电源保险熔断。

2.3直流系统正、负极分别接地
该种情况接地会造成直流短路，使电源保险熔断，使保护及自动装置、控制
回路失去电源。

图1所示，接地故障发生在A、E或F、E两点时，即形成短路，
电源保险熔断；B、E两点和D、E两点接地，当保护动作或操作时，不但断路器
拒跳，而且使电源保险熔断，同时还会烧毁继电器。

总之，直
KC—接触器，TQ—跳闸线圈，QF—断路器辅助触点，KS—时间断路器，HW—指示灯，XB—连接片
流系统发生接地故障，可能造成继电保护或断路器误动或拒动。

影响设备的安全稳定运行，因此系统直流接地时，要及时查找，尽快处理，切勿造成直流系统接地。

3. 变电站直流接地故障的检测方法
3.1拉路法
“拉路”就是拉开各直流回路的空开，切断电源的时间应小于三秒，不论接地故障是否消
失均应合上电源。

拉路应从最容易发生故障的回路拉起，先拉信号回路、照明回路，再到操
作回路、保护回路；先室外部分后室内部分。

若拉到某一路直流接地故障消失，则继续逐一
拉开下一级空开，如此这般，从源头到末端，逐步缩小查找的范围，最终找出接地点。

3.2 在线检测装置
直流接地选线装置一般情况下是以信号注入法等多种原理设计而出，是安装穿心式的电
流互感器于各分支回路上，当各个互感器接受到的信号经过直流接地选线装置作出分析判断，确定出直流接地的分支回路，对应编号传感器编号和接地检测器显示部分。

它的优点在于能
够达到在线监测的目的，对各分支回路的接地状态进行实时监测。

3.3直流接地检测仪故障定位法
手持式低频信号直流接地检测仪在电力系统中使用非常广泛。

由于它的便携性，使用起
来非常轻便。

其主要原理是利用低频信号发生器向直流系统注入一个低频的交流信号，然后
由专用的钳形低频电流表检测各支路中低频交流信号电流，以判断该回路是否接地。

3.4直流系统绝缘监测装置
直流系统通常只被允许有一个接地点，也就是常说的绝缘监察继电器的接地点。

而结缘
监察继电器是利用平衡电桥的原理，当直流系统的正、负极中的一者对地绝缘抗阻值下降到
设定值的时候，正对地电压或者是负对地电压差使得电桥失去平衡性，这时发生了变化，我
们就可判断其为直流系统绝缘。

4. 加强变电站直流系统接地的预防措施
直流系统对变电站设备的运行起着至关重要的作用，直流系统接地故障在电力系统中也
属于危机缺陷，一旦发生直流接地的问题，必须在第一时间解决处理。

直流系统接地后，由
于系统比较复杂，查找故障点也十分困难，对检修人员工作也造成很大的精神压力。

所以在
日常工作中就要加强对直流系统的重视，尽量防止直流系统事故的发生，从而更能保证电力
设备的安全运行。

一是，对现场施工加强监督，尽量减少冬季施工的周期。

如果冬季施工时间过长，由于
达不到工艺要求，设备投运后遗留下的隐患就会增多。

工程竣工后，验收小组要认真负责，
各个环节都要把好关，对设备运行后可能造成故障的隐患部分要及时进行整改。

二是，加强日常工作中对设备的清理工作。

加强对室外端子箱、机构箱的密封，及时清
理尘土、积雪，能有效的减少直流系统接地的发生。

由于室外电缆大部分都在电缆沟内，积
雪融化后会流入其中，运行人员要对电缆沟积水及时进行清理，防止电缆沟受潮造成的电缆
绝缘能力的下降。

三是，加强检修人员对二次电缆绝缘测试工作。

二次电缆绝缘测试工作往往不被检修人
员所重视。

时间久之，电缆绝缘能力下降，或电缆断裂但未接地的情况下也不易被发现。

加
强对二次电缆的绝缘测试，对不合格的电缆进行及时更换，不仅仅是防止直流系统接地的发生，在很多方面都能保证电力设备的安全运行。

5. 结束语
综上所述：直流接地是一种变电站内较为常见的故障，直流系统接地故障会影响到系统的安全稳定运行。

因此，准确掌握直流接地故障故障的查找和排除方法显得特别重要。

努力加强学习并积累直流接地故障处理技术经验，以逐步提高处理直流系统接地故障的能力，尽而保障安全供电。

参考文献：
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[2]陈韬, 胡书琴. 变电站直流系统接地故障的分析及对策[J]. 中国电力教育, 2009, 24(2):145-146.
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