对直流系统接地故障分析与处理

对直流系统接地故障的分析与处理

[摘要] 直流系统的用电负荷极为重要,供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等,对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障变电所安全运行的决定条件之一。

[关键词]对直流系统接地故障分析故障处理

发电厂、变电站直流系统是十分重要的电源系统,它是一个独立的电源,不受发电机、厂用电、站用变以及系统运行方式改变的影响,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事照明等提供可靠稳定的不间断电源,它还为断路器的分、合闸提供操作电源。

由于直流电源在二次系统所处的重要地位,直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个系统的安全,尽管直流电源十分稳定可靠,但实际应用中,由于电力系统应用直流电源的特殊性,特别是控制

回路和保护回路的应用,使直流系统的故障成为电力系统更大故障的事故隐患,这就是我们常说的直流系统接地故障危害。

一、直流接地的概念及产生的原因

由于直流电源为带极性的电源,即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源,电力系统交流电源有一个真正的“地”,这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全,变电站、发电厂所有设备的外壳都会牢牢的接在这个“地”,而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”并不是实际接地,仅仅是个中性点的概念。

如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整

定值,这时我们称直流系统有正接地故障或负接地故障。直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、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。分析直流接地的原因有如下几个方面:

1、控制电缆线芯细,机械强度小,一旦受到外力作用,容易造成损坏;二次回路绝缘材料绝缘性能低、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、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

2、环境因素造成接地也是一种常见的情况。如雨天或雾天可能导致室外的直流系统绝缘降低引发直流接地。室外端子箱、瓦斯接线盒进水引发直流接地;二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水,使直流对地绝缘严重下降。

3、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,如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路;某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件,掉落在带电回路上。

4、设备安装中留下的隐患,如电缆有接头以及交、直流公用一根电缆现象。

5、因工作人员疏忽造成的接地。如在带点二次回路上工作将直流电源误碰设备外壳,造成直流瞬间接地。另外,检修人员检修质量的不良也会留下接地隐患,如室外设备未加防雨罩、二次回路接线裸露、误将控制电缆外皮绝缘损伤等,在一定外部条件下如潮湿或

操作设备时就可能引发直流接地。

二、直流系统接地故障的危害

直流系统发生一点接地,不会对系统构成危害。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,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直接地,就可能引起误动作。如图:直流接地发生a、b两点时,将1lj、2lj接点短接,使zj误动作跳闸。a、c两点接地时,zj接点被短接而误动作跳闸。a、d两点,f、d两点接地,同样都能造成开关误跳闸。同理,两点接地还可能造成误合闸,误报信号。

2、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。如图所示:直流接地故障发生在 b、e 两点,zj线圈被短接,保护动作时zj 不能动作,开关将不能跳闸且保险将会。d、e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,规程上规定直流接地达到下述情况时,应停止直流网络上的一切工作,并进行选择查找接地点,防止造成两点接地。

1、直流电源为220伏者,接地在50伏以上。

2、直流电源为24伏者,接地在6伏以上。

三、怎样查找、排除直流系统接地故障

排除直流接地故障。首先要找到接地的位置,这就是我们常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点,可能是多个点,或者是一个片,真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿,尘土粘贴,电缆破损,或设备某部分的绝缘降低,或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定,随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。

1、瞬时停电法

利用瞬时停电的方法选择直流接地时,应按照下列顺序进行:

①断开现场临时工作电源;

②断合事故照明回路;

③断合同信电源;

④断合附属设备;

⑤断合充电回路;

⑥断合合闸回路;

⑦断合信号回路;

⑧断合操作回路;

⑨断合蓄电池回路;

在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点,则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后,有环路的应先解环,再进一步采用取保险及拆端子的办法,直至找到故障点并消除。查找接地故障时的注意事项:

为了查找直流接地过程中不出现其它事故,查找时应注意以下几项:

1、当直流系统一点接地时,禁止在二次回路上工作。

2、禁止用灯泡查找接地点,以防直流回路短路。

3、瞬停直流电源时,应经调度同意,时间不应超过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。

4、为防止误判断,观察接地现象是否消失时,应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。

5、尽量避免在高峰负荷时进行。

6、防止人为造成短路或另一点接地,导致误跳闸。

7、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。

8、使用仪表检查时,表计内阻应不低于2000欧/伏。

9、查找故障,必须二人及以上进行,防止人身触电,做好安全监护。

10、防止保护误动作,必要时在顺断操作电源前,解除可能误动的保护,操作电源正常后再投入保护。