郭志敏
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摘要：本文以变电直流系统接地故障为研究视角，首先对直流接地故障进行扼要阐述，然后分析了导致直流接地故障出现的原因以及对变电系统造成的危害，最后针对不同类型的接地故障提出了查找与处理的方法。
关键词：变电站；直流系统；接地故障
前言：在变电系统运行的过程中，经常会出现直流系统接地故障，这一故障会对变电站的安全稳定运行带来极大的影响，所以在电力事业进一步发展的背景下，如何提高直流系统接地故障分析及处理能力已经成为集中关注的问题。基于此，笔者针对直流系统接地故障展开的讨论具有现实意义。
1变电站直流系统接地概述
通常情况下，变电站中的直流系统都是浮充电的方式，在浮充电方式运行当中，在直流电源中的正负母线都处于地绝缘的态势。如果在系统运行的过程中，系统当中的某一个支路线路或者母线的绝缘电阻降低，如果降低的限度超过了允许的限度，此时就可能发生直流系统的接地故障。一般情况下来看，系统当中的某一个点位发生了接地现象是不会对系统的正常运行造成影响。但是，如果系统当中出现了多个接地故障点的情况下，就会对系统的运行带来非常严重的影响，严重的会使得变电站中的保护作业出现错误，例如指示开关的错误跳闸等，这就会使得整个变电站的安全稳定运行受到影响。
2变电站直流系统接地故障原因与危害
2.1导致故障产生的原因
在变电站直流系统当中的电缆的跨度一般比较大、数量也比较多、分布的情况比较复杂，同时通常会存在大范围的裸露情况，所以在其运行的过程中容易受到诸多方面因素的影响，如自然环境的因素、人为的因素等等，这就使得相关元件的绝缘能力会不断的降低，有的时候还会使得绝缘体遭到破损，这就导致直流系统接地故障的出现。实践表明，导致直流系统接地故障的原因主要包括以下四个方面：
第一，在二次设备以及二次回路的建设过程中所应用到的绝缘材料所具备的绝缘性能没有达到相关的要求。或者是变电站中的绝缘材料使用的时间比较长，而且下载使用的过程中没有按照相关标准进行定期的检查与维护，对于那些老化的绝缘材料没有进行及时的更换，这就使得线路中绝缘材料腐蚀、剥落等现象广泛存在，进而就会引发接地故障[1]。第二，系统中的相关电气设备以及滞留系统等的运行环境长期潮湿，或者降水比较多，这样的外部环境会使得材料的绝缘性能降低，也容易引发接地故障。第三，系统在运行的过程中某些金属零部件松动进而脱落，而且直接落在了相关元件之上，这时金属屏就会和直流回路进行短接，从而引发接地故障的出现。与此同时，在系统运行过程中，一些如老鼠、蟑螂等小动物进入到了带电回路当中，也会发生系统接地故障。第四，在变电系统中的二次回路以及电气设备的安装作业中没有按照相关规范要求作业，这就会使得接地故障容易出现。例如，二次回路带电断线牢固程度不足，设备工作过程中受到震动等因素的影响时就会引发接地故障。在实施二次接线的过程中，如果将电缆芯的一端接入到了端口中实现运行，而另一端被相关工作人员看做是不带电的端口直接与金属件相连，这样的情况也会引发接地故障。在接地设备、带电设备安装的过程中预留出来的绝缘间距不足，如果此时线路出现过电压，那么绝缘间隙很可能就会被击破，这样的情况也容易导致接地故障的出现[2]。
2.2接地故障的危害
在直流系统运行的过程中，如果两个点发生了接地故障就会对变电系统的运行带来非常严重的影响。常见接地类型所具有的危害如表1所示：
表1 常见接地故障类型及危害
以下以直流正极接地故障为例详细阐述接地故障的危害：通过表1中可以发现直流正极接地使得系统当中的保护装置以及自动装置等出现误动的情况。这是因为在直流系统当中，跳合闸线圈、继电器线圈一般都是与负极电源相接的，如果回路出现了接地，那么就会使得正极电源被接通，这样就导致了误动情况的出现。如图1所示，如果直流接地的情况发生在A、B两点的时候，就会使得1LJ、2LJ出现短接，进而CKJ的误动跳闸将会被启动。如果A、C两点出现了接地故障，CKJ的误动跳闸将会被启动。针对正极接地故障的检测可以利用平衡电桥检测的方式。通过在绝缘监测仪的主机内部设置2个电阻值相同的对地分压电阻R1、R2，通过这样测得母线电压V1、V2。在Rx=Ry=∞的情况下，系统无接地。在系统出现单端接地的情况下，可以得出如下方程式：
如果系统出现双端接地故障的情况，可以得出如下方程式：
图1变电站直充系统接地故障示意图
3变电站直流系统接地故障的查找与处理
通过前文的分析可以发现，变电站直流系统运行过程中如果出现接地故障对于变电站的运行将会带来严重的影响，所以一旦发现具有此类故障的时候，应该立即进行检查，精确的锁定出现故障的点位，进而做出应急反应予以有效的解决。
第一，在查找故障节点之前应该对故障的类型做出深入性的分析，分析导致故障产生的原因是否与天气因素以及人为因素相关，查看设备是否存在相关的操作。如果变电站中的二次回路正处于工作的状态，或者相关设备正在被检修或者试验，应该立即发出指令停止此类工作继续进行，然后要将工作电源断开，再观察接地信号是不是还存在。
第二，如果在系统当中存在计算机多路绝缘监测装置的情况下，可以直接利用这一装置去判断馈线的路数，现阶段常用的为WJY3000A型绝缘监测仪，与传统检测仪相比其具有很多优势（详见表2）。
表2 WJY3000A型绝缘监测仪与传统绝缘监测仪对比表
如果在系统当中没有配备这一装置，应该利用“瞬停法”去查找故障，在条件允许的时候，可以利用瞬间端来某一个回路的方式，在采用这一方法进行查看的时候，断开的时间应该控制在3秒以内，不管回路是不是存在接地故障都应该在3秒之内将其闭合，通过这一方法去观察监测装置的信号状态，同时还要观察表针所显示的情况是不是消失。如果表针指示信号消失了，那么就可以判断出现故障的节点就在这条回路之上，如果在瞬停的过程中发现指示信号没有消失，就可以判断这条回路的运行是正常的。然后在利用瞬停的方法对其它回路进行依次查找[2]。应用瞬停法去检查故障的过程中应该遵循以下基本原则，见表3。
表3 瞬停法先后顺序表
第三，金属性接地故障的查找方法：有效利用系统中的绝缘监测设备以及回路方法，配合上万用表就可以精准的找出出现故障的地点。
第四，非金属性接地故障的查找：在现阶段查找直流系统接地故障工作中最复杂的一种情况就是对这类接地故障进行查找，在查找该类型接地故障的时候，需要工作人员对线路的密切监视，集中关注系统所发出的接地报警信号是不是存在异常，然后对直流控制回路图进行深入的分析。由于系统中所发出的异常信号往往是非常短暂的，所以相关工作人员必须具备极强的专业技能以及丰富的工作经验，这样才能实现对故障点的有效查找。
第五，在查找与处理直流接地故障的时候往往还会遇到，如找不到接地点具体发生在哪一个系统之上，或者接地点动态性转移等问题。导致此类问题产生的原因可能是，接地故障发生在充电设备、蓄电池或者直流母线上，针对这一情况就可以利用道闸，拉开充电机的并联刀闸，然后利用分网法去逐渐的缩小检查电费范围。从实践工作经验中，笔者发现如果蓄电池的使用超过了6年，那么其在运行的过程中就很容易出现隐患，如自身的容量减少、容量消失速度比较快、外壳膨胀等现象，都会引发接地故障的出现。
结语：综上所述，在变电站运行过程中，如果存在直流系统接地故障将会对系统的正常运行产生极大的危害，而导致直流系统接地故障产生的原因是非常多的，所以相关工作人员必须要进一步提高自己的技术水平以及责任意识，同时还要在工作实践中不断积累经验，进而快速的查找与处理直流接地故障。希望通过文章的阐述可以使得相关工作人员认识到接地故障的危害，进而采用多元化的方法实现对各类型接地故障的快速查找，全面保证变电系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]黄广华.变电站直流系统接地故障分析与处理方法探讨[J].通讯世界，2016(19):146-147.
[2]张永生，胡旭东，王伟，潘晓明，周陈斌.变电站直流系统接地故障分析[J].电力安全技术，2012，14(01):49-50.
[3]颜丽渊.变电站直流系统接地故障查找与处理方法研究[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C].云南电网公司、云南省电机工程学会:，2011:3.
作者简介：郭志敏，（1982.1.25），女，工程师，本科，从事变电运维工作。