直流接地故障的判断与预防

胡艳军

（浙江省电力建设有限公司浙江省宁波市315000）

摘要：发电厂中经常遇到的电路问题就是直流系统接地故障，这种故障产生的原因不易查找，尤其是在调试试运阶段和运行环境较差的时期，所以往往会给发电厂带来严重的经济损失。在本文中，笔者将结合自己的工作经验谈一谈解决直流接地故障的有效方法，并提出一些能够预防直流接地故障的手段，以供读者参考。

关键词：直流系统接地；危害；处理方法；预防措施

直流系统是发电厂中一个独立存在的电源系统，它的存在不受到发电机、厂用电、站用电和系统运行方式的影响，是独立工作的。它可以提供稳定可靠的不间断电源，供电力系统中的控制回路、信号回路、继电保护等设施使用。稳定可靠的直流系统可以保障整个电源系统的安全性。但是在电力系统中使用直流电源难免会遇到一些故障危害，例如控制回路和保护回路中的应用经常会出现故障问题，给整个电力系统带来更严重的损害。直流接地故障产生的原因有很多，由于电厂对直流系统的使用范围较广泛以及电线暴露在空气中的部位较多，所以容易收受到灰尘、湿气的腐蚀而导致一些绝缘薄弱元件的绝缘性降低甚至消失，从而出现直流接地。本文简要介绍直流接地故障的判断方法和有效地预防手段，以供参考。

1.直流系统故障接地的判断

发电厂直流系统分布范围广泛，电缆较多、路线复杂多变，加上裸露的部分面积较大，所以很容易受到环境的影响而出现电缆和接头老化等现象，影响到绝缘元件的功能，而出现直流系统接地故障。判断直流系统接地故障的影响因素主要有三种：人为因素、设备因素、其他因素。

1.1人为因素

人为因素指的是由于工作人员的疏忽而造成的接地故障。有的工作人员在带电二次回路上工作时，可能会出现直流电源直接碰触到设备外壳，而造成瞬间接地故障。有的工作人员在电缆沟施工时，误将带电控制电缆损坏，而导致直流系统的损坏。还有检修人员在进行设备清扫工作时，不慎把水溅到直流回路上面，或者是检修工作不到位而留下接地隐患。例如，室外设备没有盖上防雨罩，雨水浸入到设备里面造成部分元件腐蚀；二次回路漏接线头或者是工作人员误将控制电缆外皮绝缘损伤等人为因素的影响都会导致二次回路和设备受到严重污秽和受潮情况，水汽的进入严重降低直流接地电线的绝缘性。这种情况下接地信号不一定能够及时发送，但是在设备运行的过程中就会直接引起直流接地。

1.2设备因素

二次回路绝缘材料必须要使用符合国家标准的、完整的、具有良好的绝缘性的材料。如果绝缘材料不合格，或者存在某些损伤缺陷，例如磨损、扭曲、过流等缺陷都可能造成直流系统接地故障。直流系统设备要定期维修，对于年久失修和严重老化的设备要及时更换。直流设备在传动过程中的机械振动、零件挤压、质量不良、绝缘老化等想象都是导致直流系统接地故障的不良因素。

1.3其他因素

难免会出现难以预料的情况造成直流接地故障。例如老鼠、昆虫等小动物可能会进入到金属零件中，粘在元件表面，导致元件无法正常工作而出现直流接地故障。有的元件经过长期运行出现磨损，有的线头或者是脱落下来的螺丝和垫圈等小物件落在带电回路上影响回路的闭合，形成直流接地。除此以外，气候对直流系统的影响也不容忽视，据不完全统计，在雾天或者是雨天，直流接地故障产生的概率较大。

2.直流系统接地故障的处理和预防

无论是正极接地还是负极接地，只要构成了新的接地回路就要迅速找到接地点，以免出现两点接地或者多点接地故障，给整个电力系统造成严重的安全隐患。想要准确排除直流接地故障，首先要找到接地点，接地点可能有多个，一般来说只通过一个金属点进行接地的情况是很少见的，而常见到的情况是由于空气中水蒸气、尘土的影响导致电缆损坏和腐蚀而影响到设备的绝缘性，导致接地。在现场查找直流接地点是一个比较困难的事情，因为大量的接地故障并不是一成不变的，而是相互影响并且会受到环境因素的影响，这种不稳定性也给故障排除增添了麻烦。

2.1处理原则

首先应该安排两人以上人员为一组进行故障查找，其中一人负责操作，一人负责监护和记录信号的变化。其次在正式操作之前应该提前和值班人员联系，让他们准备好绝缘鞋、绝缘手套、相关仪器等安全工具。之后是在进行排查时，工作人员要注意自己的操作流程，防止出现人为因素的影响而造成短路的情况，给排查工作造成额外的负担。最后如果需要进行瞬时停电操作，应该把拉合闸电源放在拉信号电源之前。

2.2处理方法

主要的处理方法就是“拉回路、断保险”。当直流接地回路脱离直流系统时，直流母线的正负极对地电压就会保持在一个平衡状态，这时候就要采取“拉回路、断保险”的方法来确定直流接地点是否产生在该回路上面。一般来说分段处理的流程是先从信号回路、照明回路转到操作回路，也就是先对不重要的负荷进行拉闸处理，之后对重要负荷进行处理。无论回路接地与否，切断各专用直流回路的时间不要超过3s。如果发现某一个专用直流回路有接地现象时，应该要即使找到接地点消除故障。拉路之前要对继电保护装置采取一定的安全措施以免出现直流失电的情况，值得注意的是，在处理过程中不允许出现直流系统短路或者另一点接地故障。

2.3预防手段

有效地预防手段是使用表计及相关装置。当发现直流系统接地时，可以通过绝缘监察装置确定接地极性。这种装置的工作原理是电桥原理，工作依据是对地电压。这种在线监测装置可以实时报告直流系统接地状况，并且可以对接地回路的具体位置进行定位，方便工作人员及时对故障进行排查。

“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产的直流接地选线装置是最常使用的装置。它可以通过穿心式的电流互感器收集信号，并借助直流接地选线装置进行数据分析，以此来确定直流接地的分支回路。这种在线监督装置可以把各分支回路的接地状态进行分类，利用全自动的“逐路测试法”查巡各个接地回路的电流情况。但是这种装置对仪器的精准度要求较高，如果装置的精准度较低，那么就会对接地排查工作造成不可忽视的干扰。此外，还有一种便携式的直流接地故障查找仪器，它具有移动式的采集互感器可以直接在各回路上测量，不需要提前断开直流回路电源，一旦发现接地故障会立刻发出警报。这种设备可以随意移动，并且具有精准的定位功能，甚至可以定位到具体的点，所以可以作为处理和预防直流接地故障的有效手段。

3.总结

直流系统接地故障的形成原因有很多，并且各种因素之间的关联错综复杂，所以只有工作人员通过不断的实践和总结经验，才能够熟练掌握和解决直流接地故障。直流接地虽然不会立刻对电源设备及机组运行带来严重影响，但是如果不及时排除，一旦出现两点接地短路现象，就会造成机组解体、火灾等恶劣后果，给发电厂带来严重的经济损失，情节严重时会威胁到机组人员的生命安全。所以要重视直流接地故障，利用监测设备及时找到接地点，并及时消除。

“预防大于治疗”，所以长远来看，工作人员要努力做好预防工作，加强对直流系统设备的维护和管理。发电厂要安排工作人员对直流系统的对地绝缘设备做定期的巡查和维护，引进精准度高的查找装置对各个回路进行地毯式搜查，如果有的直流回路的绝缘性出现明显降低的情况，就要及时对该回路的绝缘材料进行更换，从根本上降低直流接地故障发生的概率。

参考文献：

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[3]常建军.直流电源系统接地故障诊断技术[J].大众用电,2007(12):22-23.

作者简介：胡艳军（1989-08-09），男，汉族，籍贯：山西省晋中市，当前职务：助理工程师，学历：大学本科