维修电工(直流接地故障的判断与处理)

变电所直流接地故障的判断与处理
摘要
直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，并提供事故照明电源。

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。

关键词：直流故障 ; 危害 ; 分析 ; 处理
目录
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（Ⅰ）摘要
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（2）引言
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（3）一造成直流系统接地的几种原因
二直流系统接地故障的分析
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（3）
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（3）三直流系统接地故障的危害
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（5）四直流系统接地故障的判断
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（6）五常用的基本方法
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（7）六直流系统接地故障的处理
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（8）七查找接地故障时的注意事
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（9）八哪些部位容易发生接
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（9）结论
ּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּּ（10）参考文献
引言
直流系统的用电负荷主要包括继电保护装置、控制回路、信号回路、计算机监控系统、事故照明、交流不间断电源等，它们对供电的可靠性要求极高，因此应尽可能保证直流系统安全稳定运行。

直流系统分布广、电缆多且长、外露部分多，所以易受人为、设备、环境等因素的影响，使元件绝缘下降，甚至导致绝缘损坏造成直流接地。

一、造成直流系统接地的几种原因
（1）雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，严重者可能到零，从而形成接地。

（2）部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施，手车来回移动导致其中导线破损，从而使直流回路与开关金属部分相接触，从而导致接地。

（3）部分直流系统已运行多年，二次设备绝缘老化、破损，极易出现接地现象。

（4）因施工工艺不严格，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等，引起接地。

二、直流系统接地故障的分析
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：
1.二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。

2.二次回路及设备严重污秽和受潮、接线盒进水，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落上。

三、直流系统接地故障的危害
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，或造成直流熔丝熔断，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，可能将某些继电器短接，使保护动作于跳闸、致使越级跳闸。

1.直流正极接地：有使保护或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，若这些回路再发生接地，就有可能引起误动作，如图（a）。

当直流系统中发生一点接地故障时，因为没有短路电流流过，熔丝不会熔断，属于不正常运行状态，仍可以继续运行。

如果在跳闸继电器的左侧再发生一点接地的话，那么跳闸回路就会被接通，造成误跳闸，如果合闸回路被接通，就会造成误合闸。

2.直流负极接地：有使保护或自动装置拒绝动作的可能。

因为，跳合闸线圈、保护继电器若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,如图（b）。

同时直流回路短路电流会使电源熔丝熔断，并且可能烧毁继电器接点，熔丝熔断会失去保护及操作电源。

如图(c)
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220V者，接地在50V以上。

（2）直流电源为24V者，接地在6V以上。

四、直流系统接地故障的判断
为保证变电所直流系统的安全可靠运行，防止发生两点接地可能造成的严重后果，直流系统都必须装设能够连续工作，且灵敏度足够高的绝缘监察装置。

当直流系统的任何一极的对地电阻下降到规定值，绝缘监察装置发出灯光和音响预告信号。

目前广泛应用的绝缘监察装置由信号和测量两部分组成。

是根据电桥原理构成的。

电路的工作状态与切换开关的位置有直接关系，切换开关CK和1XK均有三个位置，接通不同触点，见表格1。

见Array表格1
切换开
关的位
置与触
点接通情况
正常运行时，切换开关CK置于“母线”位置。

电压表2V指示母线电压。

切换刀开关1XK置于“信号”位置，使接地信号部分构成电桥接线。

由于正常运行时两极对地绝缘电阻相等，电桥处于平衡状态，光字牌不亮。

当发生了正极接地或对地绝缘电阻严重下降时，电桥的平衡被破坏，光字牌亮，并发出音响信号。

为了判断是哪个极，续需利用切换开关CK和电压表2V分别测量正、负极对地电压，如果负极对地电压大于正极对地电压，即可判断正极接地。

五、常用的基本方法
1.利用绝缘监察装置判断
直流系统的绝缘降低直接影响直流回路的可靠性。

直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。

但如果另一点再接地，就有可能引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作。

因此必须在直流系统中装设连续工作且足够灵敏的绝缘监察装置。

当220V(或110V)直流系统中任何一极的绝缘下降到15～20kΩ(或2～5kΩ)时，应发出灯光和音响信号,以便即时处理,避免事故扩大而造成损失。

(a)等效电路(b)原理接线图
KSE—接地信号继电器1SL绝缘监视转换开关SL—母线电压表转换开关
R+、R—母线绝缘电阻1R，2R—平衡电阻3R—电位器
2.利用拉路法进行判断
根据负荷的重要性，依次短时拉开直流屏所供直流负荷各回路。

当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内。

继续运用拉路法，就可以进一步确定故障在此回路的哪一支路当中。

例如，断开直流屏主控控制回路熔断器，绝缘监察装置”接地”信号消失，说明故障在此回路中。

3.逐段排除法
让直流负荷分段开环运行，再断开直流母线分段开关及回路环路开关，然后采用拉路法，故障范围更容易确定。

六、直流系统接地故障的处理
当直流接地时，光字牌、监控装置的液晶显示屏或后台机都会出现告警，会看到直流接地信号。

此时应先找直流屏的输出面板，可看到一系列直流输出开关（保险），那些开关大致可分为动力直流部分和控制、保护直流部分。

每个变电所的直流都与具体的电压等级分用不同的开关控制，因此要按开关排列顺序依次拉开开关，一定要每拉一路就观察直流屏的监控单元情况，如果当拉开某路后告警信号消失，可以判断就是该路接地。

为了进一步确定，再次合上该路开关，如果告警信号再次出现，可以断定就是此路接地。

值得注意一点是，因为监控装置响应需要一定的时间，当拉开某一路时，需要等待10 s的监控装置响应时间即可。

最后，当已确定是某回路接地时，断开该回路，恢复其它所有回路供电，针对该接地回路所有串接的具体元件逐一排除，很容易找到接地点，自行处理后恢复供电。

查找直流接地故障的一般顺序和方法:
1、分清接地故障的极性，分析故障发生的原因。

2、若所内二次回路有工作，或有设备检修试验，应立即停止。

拉开其工作电源，看信号是否消除。

3、用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几个不相连系的部分。

注意不能使保护失去电源，操作电源尽量用蓄电池带。

4、对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬时停电”的方法，查该分路中所带回路有无接地故障。

5、对于重要的直流负荷，用转移负荷法，查该回路有无接地故障。

查找直流系统接地故障后随时与调度联系，并由二人以上配合进行，其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变化。

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)断合通讯电源
(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。

或母线接地。

当发现接地在某回路后，有环路的应先解环，再进一步采用取熔丝及拆端子的办法，直至找到故障点并消除。

七、查找接地故障时的注意事项
1、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。

2、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。

3、尽量避免在高负荷时进行。

4、防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。

5、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。

6、使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧姆。

7、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。

8、防止保护误动作，必要时在断合操作电源前，接触可能误动作的保护，操作电源正常后再投入保护。

八、哪些部位容易发生接地
(1）控制电缆线芯细，机械强度小，一旦受到外力作用，极易造成损坏，特别是屏蔽线接地时，若施工时不小心，也会伤到电缆绝缘造成接地。

（2）室外开关场电缆，其保护铁管中容易积水，时间长了造成接地。

（3）变压器的瓦斯继电器接线处，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏接地。

（4）有些光字牌或照明的灯座，若更换灯泡不当，也易造成灯座接地。

（5）断路器的操作线圈，电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。

（6）室外开关箱内端子排被雨水浸入，室内端子排因房屋漏雨或做清洁打湿，均能造成接地。

（7）锅炉、输煤等工作环境较恶劣的地方，设备端子受潮或积有煤粉、灰尘等，由此造成绝缘降低引起接地。

结论:
目前，直流接地故障监测装置主要有两类：一为便携式检测装置，用于确定具体的接地故障点，其缺陷是受系统分布电容电流影响大，抗干扰能力差，测试成功率低。

二为在线式监测装置，用于在线选出接地故障所在支路，其缺陷是布线复杂，不能确定接地故障点，且不能与便携式装置配合使用。

参考文献: ( 1 ) 卢文鹏主编《发电厂变电站电气设备》中国电力出版社 2007.01 ( 2 ) 重庆电力技工学校主编《电气设备》水利电力出版社 1984.11
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