浅谈重水堆核电站直流接地故障分析及查找

浅谈重水堆核电站直流接地故障分析及查找

发表时间：2017-06-09T10:17:44.970Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年2月上作者：宋成洋

[导读] 重水堆核电站的直流系统主要由整流器、蓄电池、配电系统组成。

中核核电运行管理有限公司

摘要：通过阐述直流接地故障形成的原因、危害和查找方法，结合重水堆核电站两起接地故障进行分析和判断，并提出相应的处理过程，为消除直流接地故障提供一些思考和启示。

关键词：直流接地；混电接地；查找

引言

重水堆核电站的直流系统主要由整流器、蓄电池、配电系统组成。主要为核电厂中一些不允许突然断电的重要负荷提供电源，主要为断路器操作电源、直流马达电机、逻辑、控制、报警以及220V直流为向120V逆变器（主要负荷为仪控和电站计算机）提供电源。相对于火电、变电站采用的两段直流系统，重水堆核电站采用安全更高的相互独立的三通道（A、B、C）设计，提高直流系统的安全性。

1、直流接地的故障原因

重水堆核电站直流系统所接设备多，分布范围广，系统较为复杂，发生接地故障可由多种原因构成，但总的来说主要原因有以下几点：

（1）人为原因：工作人员在带电作业时，直流电源与设备外壳或者其他部位相接触，造成直流接地。或者作业时对绝缘层造成损伤，使线芯和屏蔽层碰在一起，比如在改造检修时接错线，电源混接，形成寄生回路，产生假接地。

（2）自然因素：重水堆核电站一般地处沿海，环境湿度大，在梅雨季节或大雾时，室外端口箱较为潮湿，引发接地，变压器的非电量回路，因变压端渗油或防水不严，造成绝缘损坏，引发接地。

2、直流接地故障的危害

直流系统因工作原理，除在绝缘监察装置内有一处接地点外，其正、负极应是绝缘的，若发生直接一点接地，一般不会严重影响设备正常运行，但若发展为两点接地时便可构成接地短路，会导致信号、保护装置和自动装置误动或者拒动，或者熔断器熔断。在复杂的继保回中，可能会因跳闸继电器短路导致事故越级，危害电网安全。

3、查找接地的原则和注意事项

（1）查找直流接地故障的原则：

采用先易后难，先确定接地范围，后排除故障，根据直流接地的运行方式，操作情况，气候影响来判断可能的接地点，先从信号回路、照明回路部分，后操作部分，先室外后室内，先非重要后重要，先负荷后电源的方法，采用拉路寻找，分路处理的方法。

（2）查找直流接地的注意事项：

①瞬断直流电源时，应经运行同意，时间不得超过3S，防止保护失去电源时间过长。

②防止误判，观察接地故障现象是否消失，应从信号、光字牌和绝缘监察装置，表指指示上综合判断。

③在接地查找的过程中，禁止在二次回路上工作，以免造成两点接地。

④按图纸进行接地故障查找时，折线前应做好核对和记录，防止人为造成接线错误。

⑤查找接地故障时必须两人及以上进行，防止工作过程中触电，做好安全监护。

⑥防止保护误动，在必要时瞬断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。

4、直流接地故障的处理方法：

在发生直流接地后，运行和维修人员应及时对故障进行排查，根据初步的检查结果采用瞬断电源法，暂代电源法，接地故障仪查找法进行故障处理。

（1）瞬断电源法：

瞬断电源法是依次瞬断直流屏上的直流回路观察接地信号是否消化失，如果在断开某电路时，报警信号消失，那么接地有可能在这一回路上发生，通常我们在采用瞬断电时要注意以下几个方面的操作方法和原理知识。

①首先要断开接地可能性较大的回路，再断开次要支路的。

②在采用此方法时，要与运行人员汇报，在操作过程中注意采取防止保护误跳的措施。

③如果多回路同时接地或有寄生回路，用瞬断法无法判断其故障点

（2）暂代电源法

暂代电源法查直流接地回路的方法是在48V直流系统中有备用的试验整流器,在接地时将各回路切换至试验整流器的母排中，观察接地现象是否消失,从而判断是否有接地,用此方法检测时要注意实际操作中,要确定回路可靠供电后再断开被查回路开关。

（3）直流接地故障仪查接地法

直流接地故障仪查找法（从HF-8900型号为例）是当直流系统发生接地故障时，直流电源对接地电阻通过平衡电桥产生漏电流，通过控制信号发生器电桥电阻而控制流过接地电阻的接地漏电电流大小，钳表检测各支路电流信号，无接地支路只检测负载电流，有接地时检测负载电流加上接地电阻对地漏电流。

5、接地故障实例及查找

5.1 48V直流系统接地

2013年某月某日，1号机组主控室出现48V C通道直流接地报警，检修人员随之赶往处理，到达现场后，首先用万用表测量母线电压，电压正对地是9.6V，远低于正常的24V，直流负对地电压-14.2V，正负间48V，初步确认直流正极接地。随把现场情况汇报运行人员，运行人员启动试验整流器，将每路负荷进行切换至试验整流器，后出现PL555A在电源切换后故障消失，运行人员根据负荷清单，对其负荷进行

瞬时断电，最终确认接地位置。经查在某作业时临时解除电源线时，拆下的48V正电电缆未包扎到位，误碰设备外壳引起。

5.2 48V和220V直流系统混合电接地

2014年某月某日，1号凝泵完成预防性检修工作，运行人员在执行凝泵送电时，主控室同步出现48V A通道接地报警，随即运行人员关阀停运，在凝泵停运后48V A通道接地报警消失。检修人员到达现场后，根据图纸对48V回路展开查找，根据检查结果，初步怀疑行程开关存在问题，更换完成后，再次进行送电操作，再次出现48V A通道接地报警，同时检修人员发现48V回路正对接地电压为+90V，推断在48V 和220V电源混接，采用HF8900直流接地检测仪对48V和220V回路进行逐一排查，发展凝泵开关控制柜内存在接地，在开关柜内确认电48V回路接入开关辅助接点引起，再对图纸深入研究后发现，此48V电缆应在变更中，应将上级为熔丝断开并拆除，而实际未拆除，在断开熔丝后报警消失。

小结

综上说述，在重水堆核电站发生接地故障后要及时响应，根据故障现象进行分析和查找，在此基础上可借助专用接地故障仪等先进科技手段提高工作效率，同时检修人员应在开展工作中高标准、严要求，不留有隐患。

参考文献

[1]毛锦庆电力系统继电保护实用技术问答第二版[M]中国电力出版社2006.

[2]田东明、樊剑杰、张学清由寄生回路引起的直流接地现象[J] 华北电力技术 2007（3）12-13.

[3]国家电网公司人力资源部、直流设备检修[M] 中国电力出版社2010.

[4]张大东、张金彪、张晓梅：发电厂变电站直流接地危害及查找处理的方法[J] 科技信息2010（23）.