直流系统接地危害及对策
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作者: 王昕
摘要：变电站的直流系统为控制、保护、信号和自动装置提供电源，由于直流系统为浮空制的不接地系统，如果发生两点接地，就可能引起起上述装置误动、拒动，从而造成重大事故。本文阐述了直流系统接地的危害以及寻找接地点，快速切除直流系统接地故障的方法及防范措施。
关键词：直流系统 接地 危害 对策
由于直流电源在发电厂、变电站有着重要的地位，因此直流系统自身的可靠及安全直接影响到电力系统的安全。尽管目前采用微机控制高频开关操作电源，性能稳定、可靠，技术指标优良，但直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会因环境的改变、气候的变化、电缆及接头的老化、所接设备本身的问题等，而不可避免地发生直流系统接地。直流系统接地将造成继电保护装置、高压断路器误动、拒动，引发严重故障。
1、直流系统接地概念及类型
直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。若直流系统正极或负极对地的绝缘电阻值降低至某一整定值或低于某一规定值，则称该直流系统有正接地或负接地故障。
直流系统接地划分有以下几种：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(亦称为金属接地或全接地)和间接接地(亦称为非金属接地或半接地)；按接地情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低接地(或称片接地)。
2、直流系统接地的危害
(1)直流系统一点接地，若未产生短路电流，则可继续运行，但必须及时查出接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动或拒动，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。(2)两点正极接地可能导致继电保护误动或断路器误跳。(3)两点负极接地可能导致继电器拒动或断路器拒跳。(4)两点正负极接地造成正负极短路。
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。
3、造成直流系统接地的原因
造成直流系统接地的原因有：(1)室外端子箱或机构箱潮湿积水导致直流二次回路的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，形成接地。(2)二次设备绝缘老化、导线破损，出现接地现象。(3)在直流设备安装过程中，施工工艺要求不严格，造成直流回路导线破损、裸线、线头接触柜体等，引起接地。(4)室外端子箱或机构箱密封不严，尘土粘贴，设备绝缘降低，形成接地。
4、处理
4.1寻找接地点的一般原则
(1)对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判明属哪一段母线接地，以缩小查找范围。(2)对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线，采用“瞬间停电法”寻找。当拉开某一回路时，如接地信号消失，并且各极对地电压恢复正常(不能只靠接地信号消失为准)，则说明接地点在该回路上。如接地发生在某一专用直流回路时，可按先次要设备后主要设备取下(拉开)该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点。(3)对于不允许短时停电的重要直流负荷，可采用“转移负荷法”查找接地点。(4)如接地不在各直流负荷上时，可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换直流母线查找接地点。(5)在电容补偿装置运行中，查找直流系统接地时，如需判断带有补偿电容的控制回路有无接地时，则必须将具有公共负极的补偿控制回路全部断开，否则会由于电容器上的残余电压造成接地假象而误判断。
4.2借助仪器查找直流接地故障
直流系统的单个支路(回路)如果有多个直流电源相连(连接成闭环系统)，如果现场条件允许，建议在检测时断开各个连接压片，以提高检测灵敏度，也可利用“绝缘模拟指示”的微小差异，分开实际接地回路和通过环路形成的虚假接地回路。
5、防范措施
(1)直流设备数量较多时，应将设备分接在直流馈电分屏上，并安装微机绝缘监察装置实时监测直流系统绝缘状态。一旦绝缘降低或接地，就根据微机绝缘监察装置告警信息及时处理。(2)采用直流接地故障查找仪快速查出接地类型和接地故障位置。(3)严格二次设备施工工艺，减少接地故障的发生概率。(4)加强断路器、隔离开关、手车等一次设备的运行维护管理。严格执行断路器、隔离开关等具有机械传动部分设备的操作规程，避免因操作不当造成接地故障。(5)查找处理接地故障时，应严格遵守相关电气设备检修运行规程，并结合现场实际进行。禁止单人工作，禁止直流电源长时间停运，拆除、恢复各端子和各空气开关的时间应尽可能短。(6)采用不锈钢或非金属SMC聚酯负荷材料的端子箱。(7)多雨季节，要加强对室外端子箱的清扫，保持清洁，做好防雨、防潮措施；在开关端子箱内防止适量的除潮物品，并定期检查，及时更换。(8)凝露温控加热方式的加热器由于长期发热，加热板容易损坏，因此应定期检测温度传感器和凝露温度传感器，以保证加热器发热正常且防止干烧。(9)将室外端子箱内的胶木端子排更换为陶瓷、你空或其它新型阻燃端子排，以提高二次回路的绝缘强度。(10)及时将断路器机构箱、端子箱柜门关实，密封不严的加装橡胶封条或其它密封材料；定期检查机构箱、端子箱加热器，发现损坏立即更换。(11)检查变电站各保护及安全自动装置的直流控制断路器或熔断器的级间配置是否恰当，防止因选配不当造成保护装置拒动或上一级直流控制断路器／熔断器越级动作，致使更多的保护装置失去直流控制电源。在断路器或熔断器上悬挂标记牌，注明它们的型号、规格、容量，以便运行人员按要求进行更换。
6、结语
变电站的端子箱、机构箱往往被认为是简单的附属设备，对它的管理维护也易被忽略。而变电站端子箱的端子排生锈、箱内元器件受潮等会引起绝缘电阻降低，甚至接地，严重影响设备安全运行，因此除常规的预防措施外，应加强端子箱、机构箱的选型，施工过程管理和运行维护管理，以防止直流系统绝缘降低和接地。
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