直流接地故障与处理

浅析直流接地故障与处理

[摘要]结合《中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编》要求对变电站直流系统运行注意事项进行了总结，并对直流系统接地危害及原因进行了分析，介绍了发生直流接地时查找接地点的方法及注意事项。

[关键词]直流系统直流接地故障处理

中图分类号：tm862 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）07-0289-02

一、直流系统的概念

直流系统为变电站中二次设备（包括继电保护、自动装置、信号设备、通信、远动、监控系统和断路器分、合闸控制、事故照明）等提供可靠的直流电源。直流系统电源的可靠与否，对变电站的安全、稳定运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的根本保证

[5]。

二、直流系统故障接地的分析

直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长、且分布所在的环境比较复杂。所以很容易受尘土、潮气的腐蚀，常年日晒与雨淋，小动物活动等外界因数的影响，使得分布在电缆沟、室外的电缆，某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地[4]。分析直流接地的原因有如下几个方面：

1、二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化。或存在某些损伤缺陷设备、电源电缆，如磨伤、砸伤、压伤、

扭伤或过流引起的烧伤等。

2、二次回路及设备严重污秽和受潮、室外二次设备端子箱密封不好进水受潮，使直流对地绝缘严重下降，如安装于室外的gis设备。

直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，便可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，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。

1．直流正极接地，可能使继电保护及自动装置误动。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直接地，就可能引起误动作。如图1-1所示：若线路在正常运行情况下直流接地发生在d31、d71两点之间时，将tj接点与跳闸出口连接片短接，使跳闸线圈tq得到正电误动作跳闸。d31、d40两点接地时，使跳闸回路被短接而导致跳闸线圈tq误动作跳闸。d31、d42两点接地，同样都能造成开关误跳闸。同理，开关在热备用时d31、d38/d41两点接地还可能造成误合闸，误报信号，给监控中心、调度部门不能正确监控现场开关的实际情况。

2、直流负极接地，可能使保护自动装置拒绝动作。因为一般跳（合）闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通，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。如图1-1所示：直流接地故障发生在d53、d71 两点，tq线圈被短接，保护动作时开关将不能跳闸且保险将会烧断。d40、d53两点接地时，tq线圈被短接，保护动作时及操作时开关拒跳，同理，两点接地开关也可能合不上。

直流系统接地故障，不仅对设备不利，而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此，在运行的变电站若出现直流有接地故障时，应停止直流网络上的一切工作，并立即进行查找接地点，防止造成两点接地。

三、简单分析近两年遇到的直流接地的情况与处理过程

1、在介绍直流接地基本情况与处理过程之前，简单介绍直流接地探测仪（sc-2000c）的工作原理：

信号发生器从系统采样正、负、地电压，电阻信号，cpu判断是否正常。若正常则显示正常，不对系统注入任何信号。若不正常，判断是正接地或负接地，如果是正接地就在正与地之间加入一个微弱电流信号，如果是负接地，就在负与地之间加入一个微弱电流信号（如图2）。

（1）、我局某220kv xx站的直流系统报接地故障，继保人员用直流接地探测仪（sc-2000c）检测出110kv某线路一把接地刀闸位置信号回路有接地，顺藤摸瓜查到底发现该接地刀闸因辅助触点老化生锈加上雾水天气过长刀闸辅助开关潮湿导致接地、及该电缆在室外电缆沟常年日晒雨淋绝缘严重降低所致；

具体的处理过程：继电保护抢修工作人员到现场检查，来到主控室听到事故音响系统一直在报有直流接地故障的音响及信号，该工作组人员办理工作的相关许可手续后，来到主控室30p直流系统馈线柜一检查发现该屏内的绝缘监测仪装置液晶显示屏不断闪烁着”负对地电压故障”，然后按着该装置操作键盘上”1”键进入支路1界面时也是频繁的显示支路1故障（如图4）；

1、用钳表钳到控母一支路1的负极（运行正常的另一套直流系统），按傻瓜功能几秒后用中文显示测试结果如下

同样按上述步骤一直检测负控母一的所有支路，其中发现支路4、支路7有同支路1一样的显示结果，又返回重复上述的检测过程最终只发现支路1的负极报有“有接地”；

2、来到15p110kv某线路保护屏内（该保护是由直流支路1供电）继续用直流接地故障探测仪的信号发生器探测该保护的控制电源回路，在该保护屏内端子排处按先控制回路后信号回路的顺序探测检查，在检查该控制回路过程中均显示“无接地”信号，在往下继续检查到信号回路时发现有一根到测控屏的直流负极报有“有接地”信号；

3、来到20p110kv某线路测控屏内（该保护是由直流支路1供电）发信号电缆所在的端子排处继续探测检查，首次探测有几条信号支路均绝缘降低（后来查明受接地回路的影响），工作人员反复的探测检查最后锁定有一根到室外电缆报“有接地”的信号；接着工作人员查明该电缆牌标号是连接到室外该线路线路端子箱；

4、到室外该线路端子箱继续探测与该电缆的所有电缆芯，查着查着就发现有一根到接地刀闸位置的辅助开关端子箱报有“有接地”信号；然后将该电缆芯拆除；回到主控室直流馈线屏检查绝缘监查装置各项数据均已恢复正常，界面显示结果（如图5）：

5、打开线路接地刀闸辅助开关端子箱发现该辅助开关因受阴雨天气影响受潮，在导线接线处发霉长满铜绿，接着就清理那些铜绿、用热风枪将该辅助开关吹（哄）干后，将已拆开的导线接回，再来主控室检查发现各项数据正常；

6、工作人员恢复各种安全措施、收拾工具、办理工作票终结手续后，准备返程又听到事故音响报有直流接地的信号，此时又得准备相关工作，办理相关手续，工作人员凭经验采用“反思维方式”第一反应先用探测仪到测控屏钳刚才发生直流接地的信号回路电

缆芯，发现依然还是该电缆芯接地，跑到室外线路端子箱、接地刀闸端子箱重新一次，检查接地刀闸端子箱还是干燥，怀疑从线路端子箱到接地刀闸端子箱的电缆芯绝缘不好，再次甩开该电缆芯在线路端子箱的接线，但是情况并没有好转，紧跟着来到主控室测控屏拆开该电缆芯的另一头，这时事故音响不再响了，绝缘监察装置的各项数据也恢复正常了，我们用绝缘摇表来测量该电缆芯的绝缘，测试结果绝缘值为0.5欧，工作负责人想采用备用芯替换原来的电缆芯，对备用芯的绝缘测试结果发现绝缘值为100欧在合格值范围内，决定采用该备用芯替换接回，通过这么处理与恢复各项接线之后，发现整个直流系统一切正常（如图6）。