袁黎明 马里千 王珊蒙 吴桐
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【摘要】直流系统是我国变电站重要的电源系统，其作用是为变电站的各种继电保护装置、控制、信号、监控系统、事故照明以及交流不间断电源等提供电力。直流系统的安全运行对于变电站而言有着重要的意义。因此，笔者在下文中将着重分析直流系统的接地故障查找及处理过程，旨在促进变电站的稳定运行。
【关键词】变电站；直流系统；接地故障；处理
一、变电站直流系统接地故障的危害
变电站中的直流系统一般由蓄电池和硅整流充电器构成，主要用于为自动装置、照明设备、信号、控制等安全而可靠的提供直流电源，同时满足合闸等动作对电源动力的需求，故其重要性不言而喻。不过直流电源毕竟带有极性，为安全起见往往需要对其作接地处理，然而在现实中，直流系统通常分布广、电缆多、线较长且多外露，所处环境复杂，因此十分容易在环境、气候、人为等因素的多重作用下弱化元件的绝缘性能甚至破损，进而出现接地故障，如此一来，自动装置回路、继电保护回路、控制回路、信号回路等便容易出现动作异常，轻者一般会导致系统接地信号的误发，重者则会造成断路器、继电器误动或者拒动，如果故障不能得到及时有效的处理，势必会对电力系统的安全和持续运行构成威胁。
二、变电站直流系统接地故障原因
在变电站运行系统中，直流系统具有外露部分多、电缆构成复杂、系统分布范围广等方面的特点，且易受到大量内外部因素的影响（包括环境、自然、人为等方面的因素）。这些因素作用于直流系统，导致系统内一些性能较为薄弱的元件绝缘性能受损，成为诱发直流系统接地故障的最主要原因。具体分析认为诱发直流接地故障的因素有以下几类：
直流系统中二次回路以及二次设备所选用的绝缘材料在性能上存在一定缺陷，不符合设计规范标准，绝缘性能方面有所欠缺。或二次回路、设备长时间投入运行，维护不当，大量元件老化，诱发压伤、扭伤、烧伤等质量问题。整个直流系统所处的运行环境恶劣，运行条件差。受到潮湿、阴雨等恶劣气候条件的影响，直流系统中电气设备对地绝缘性能将受到严重损伤，诱发直流接地故障的可能性大大增加。例如在变电站直流系统运维过程中常常会发现大风大雨飘入直流系统户外二次接线盒中（因运行维护不当导致户外二次接线盒未完全密封），致使外壳与接线桩头形成通路，从而诱发接地故障。杂物或小动物也是诱发直流系统接地故障的一大原因。如蜈蚣、老鼠等体积较小的动物容易排入带电回路中并诱发直流系统接地故障。
三、直流系统接地故障的查找方法及处理
3.1拉路法
拉路法具体而言就是在全面考虑直流系统的运行现状及客观环境的基础上，依照顺序分别对电力系统内馈线进行切断，以此来达到对接地故障准确定位的目的。拉路法对直流接地故障进行查找过程中，应将直流系统中直线回路切断，再遵循先室外、后室内的原则，首先断开现场照明回路，电源与信号回路，再将操作回路断开。这里应该注意的是，直线回路切断的时间应当控制在3秒内。且无论回路是不是已经接地，都应该合上开关。并由于二次系统复杂性特点以及受客观环境影响，并未明确的对信号与控制及保护回路进行划分，环路没有及时断开，导致出现非正常的闭环回路，直流系统绝缘不良，同极二点接地、直流串电（寄生回路），等状况，引起地点虚接、接地电压过高等故障，对于直流系统接地故障也起着一定的制约作用。
因此仅依靠拉路法就相查找出所有的直流故障点也是不切实际的，该方法应用后仍有存在接地的可能性。
3.2直流系统接地故障的预防措施
直流系统接地会为整个电力线路带来多重不良影响，影响电网系统的安全稳定运行，甚至带来更加复杂的故障问题，例如：断路器拒动，熔断器熔断等。对此就要加强接地故障预防，采取科学、必要措施来防范接地故障的出现，可以重点从以下方面入手：规范施工工艺，彻底杜绝防范直流系统接地，控制安全隐患的出现。重视停电时机的应用，抓住停电时机来及时清理、打扫二次设备，例如：室外辅助性的开关、端子排等。检查二次电缆穿管位置是否密封完整，主要的二次电缆穿管包括：断路器端子箱、隔离开关机构箱等，加强穿管处的保护，预防潮气、湿气、水分等的渗入，从而确保直流系统安全。
3.3绝缘监测装置查找法
直流母线一般会分为两段，在每段山安装绝缘监测装置，通过直流系统正负极将人为设置与绝缘电阻搭建成电桥，并划分为平衡与不平衡两种电桥监测方法。平衡电桥和不平衡电桥均存在着优点于不足之处，还需要不断的加以完善；采取低频交流信号注入法对变电站直流接地故障进行查找。其原理在于在直流母线与地面之间注入低频交流电压，传输10-30Hz内的低频交流信号，以低频交流电流与电压数值为依据，计算出地面受直流母线的电阻值。利用低频交流电流的流通路径，能够实现对接地故障所在的支路的精准判定。
3.4绝缘下降引发的直流接地
直流系统的绝缘水平影响着其接地，如果其绝缘度偏离了常规标准，遇到特殊的阴雨天气、湿气较重的环境，则很可能导致直流系统接地问题，以上接地一般是途经过渡电阻接地，此时的接地情况相对复杂，单一的查找方法无法达到预期目的，对此则需要引入绝缘检测仪、故障检测仪器等，在二者的有效配合下检查。例如：南方某地区进入梅雨时期，降水量丰富，空气中水分含量异常多，变电站直流系统+KM接地，其绝缘度直线下降达到4kΩ，电压也对应下降到10V，对应的-KM绝缘度也下降，达到120kΩ，电压却对应上升达到101V。针对以上直流系统情况，决定采用故障检测仪进行检测，主要运用便携式接地故障检测仪器，然而，其使用中具有一定的局限性，通常只能大致确定直流接地点所处范围，不能明确具体的支路，对此科学的方法就是辅助绝缘检测仪，实行两项仪器间的配合，来对应具体确定馈线支路，再深入找寻接地点。具体的操作方法为：暂时性地放大绝缘检测仪对不同支路的绝缘警告数值，在此基础上，绝缘检测设备对应将发出警示信息，提醒哪一路馈线绝缘度下降，此时，再利用接地故障检测仪器来围绕某一支路实施深入检测，最终看到这一支路的绝缘值不稳定，检测仪中显示该线路出现了直流接地问题。
结语
在变电站的运行过程之中，直流系统的接地故障往往是不能够完全避免的，而要保证变电站的正常运行，可以采取有效的措施来尽量减少故障的发生。在故障发生时，要对故障进行查找与处理，利用最新的查找技术、设备，尽快消除故障对于变电站的影响，使得变电站能够处于稳定的运行状态之中，只有保证变电站的稳定运行，才能够更好地为广大的电力用户提供更好的用电服务，同时也能够有效节约变电站的运行成本，取得更好的经济效益。
参考文献
[1]谭志聪、莫颖生；500kV变电站直流接地典型缺陷的分析与处理[J].电子测试，2014.
[2]陈飞，直流系统接地故障分析及处理[J]通讯世界，2014.
[3]李英姿.10kV线路接地故障对设备造成的影响及措施[J].企业改革与管理，2014.