直流系统接地故障的分析与处理

直流系统接地故障的分析与处理

摘要:直流系统是控制及信号系统、继电保护及自动装置的工作电源,直流系统的可靠性直接影响整个发电机组系统的安全。通过对直流系统接地故障的原因及危害进行分析,从现场实际出发,提出了处理原则及可行的处理方法,同时就几种直流系统接地故障检测方法及存在的问题进行了分析。

关键词:直流系统接地危害处理方法

前言

直流电源作为电力系统的重要组成部分，是发电厂主要电气设备的保安电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。它是一个独立的电源，不受发电机、厂用电以及系统运行方式改变的影响，为一些重要的常规负荷、电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置等提供可靠稳定的不间断电源，并提供事故照明电源，同时它还为断路器的分、合闸提供操作电源。

由于直流电源在发电厂电气二次系统所处的重要地位，直流系统自身的可靠性及安全性直接影响整个系统的安全。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。其常见的故障是一点接地故障。直流系统发生一点接地，不会产生短路电流则可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起熔断器熔断或快分

电源开关断开，使设备失去操作电源。引发电力系统严重故障乃至事故。因此，不允许直流系统在一点接地情况下长时间运行，必须加强在线监测迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障。

1.直流系统故障接地的原因

发电厂直流系统分布范围广、所接设备多、回路复杂在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化、设备本身的问题等等。使得直流系统某些元件绝缘性能降低而不可避免的发生直流系统接地。特别在发电厂机组大小修或机组扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留电力系统故障的隐患，直流系统更是一个薄弱环节。

由于直流系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下几种按接地极性分为正接地和负接地，按接地种类可分为直接接地和间接接地，按接地的情况可分为单点接地、两点接地、环路接地和绝缘降低等。下面通过以下几个方面对直流接地的原因进行分析。

1.1 人为因素

人为因素即由于工作人员疏忽所造成的接地。如在带电二次回路上工作将直流电源误碰设备外壳，此种情况多为瞬间接地，较严重的情况如在电缆沟施工将带电控制电缆损伤造成接地，再如检修人员清扫设备卫生时不慎将直流回路喷上水等。此外，检修人员检修质量的不过关也会留下接地隐患。如室外设备未加防雨罩、二次回路漏接线头、误将控制电缆外皮绝缘损伤等，使二次回路及设备严重污秽和受潮、接线盒进水、汽使直流对地绝缘严重下降。此时接地信号不一定立刻发出但具备一定外部条件如

潮湿或操作设备时就可能引起直流接地。

1.2设备因素

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、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。可能造成直流接地现象。直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响，如设备传动过程中的机械振动、挤压、设备质量不良、直流系统绝缘老化等都可引起接地或成为一种接地隐患。此外，由于气候因素造成接地是一种最常见的情况，如雨天或雾天可能直接造成直流接地或引发直流接地。

2 .直流系统接地故障的危害

直流系统接地一般包括直流系统一点接地和直流系统两点接地。

2.1直流一点接地的危害在直流系统中，直流正、负极对地是绝缘的，在发生一极接地时由于没有构成接地电流的通路而不引起任何危害。但一极在接地情况下长期运行是不允许的，因为在同一极的另一处又发生接地时就可能造成信号装置、继电保护或控制回路的不正确动作。

直流系统发生正极接地有造成保护误动作的可能。因为电磁操动机构的跳闸线圈如出口中间继电器线圈和跳、合闸线圈等。通常都接于负极电源倘若这些回路再发生接地过绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如果回路中再有一点发生接地，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护或断路器拒绝动作，使事故逐级扩大，甚至烧毁继电器或使熔断器熔断等。

2.2直流两点接地的危害

发生一点接地后再发生另一极接地就将造成直流短路。两极两点同时

接地将跳闸或合闸回路短路，不仅可能使熔断器熔断，还可能烧坏继电器的接点。因此，在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。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一极对地电压为零或有一定的电压(低于70V)，另一极对地电压升高(高于70V)或升至母线全电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。

3.直流系统接地故障的处理

从以上的直流接地危害中，可以看出无论是正极接地还是负极接地，只要有一个接地，即对地构成了新的接地回路就要求迅速排除，否则一旦出现二点或多点接地就会发生故障，乃至发生事故。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，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。

3.1处理原则

3.1.1查找直流系统接地故障，由二人及以上配合进行，其中一人操作，切断时间为1-2秒，一人监护并监视表计指示及信号的变化。