Trojan电瓶直流系统接地故障分析

扼要叙述：变电站直流系统主要是由蓄电池组、充电机以及直流馈线屏和馈线这3部分共同构建起来的。而直流系统出现的故障多数状况是直流系统内部出现了一点接地这个情况。在这故障发生之后，应当即刻去找出接地故障的具体点位所在，并且需尽快将其给消除掉，要是不消除那么就有可能会产生严重的后果。

关键词：直流系统；接地故障

有的设备是变电站内诸如所有继电保护、自动化装置、二次控制回路、断路器分合闸机构、事故照明等设备的工作电源，它能保证在交流失电状态下不间断地产电，还有吧它就是变电站进行正常、稳定运作的动力系统。因为变电站直流系统对变电站的安全可靠运行起着特别重要的作用，所以被称作变电站的心脏。近年来嚯随着变电设备种类、数量不断加大，直流系统也跟着增加，而且分布得十分广泛。因气候因素，在长期运行进程里，设备绝缘老化，设备存在年限过长情况，设备质量有问题，操作存在不当之处，这些原因致使直流系統容易出现接地故障。

一、直流接地的危害

直流系统出现一点接地状况时，不会给系统带来危害，然而一旦演变成两点接地，那就有可能引发严重后果。当直流系统出现两点接地故障时，极有可能构成接地短路，致使继电保护、自动装置出现误动或者拒动的情况，又或者导致直流保险熔断，进而让保护及自动装置、控制回路失去电源。

（1）直流的正极出现接地的情况，存在着致使保护以及自动装置出现错误动作的可能性。这是由于一般而论跳合闸的线圈、继电器的线圈是与负极的电源相接通的，要是这些回路再次发生了一点接地的状况，那么就有可能引发错误动作。

情况（2）中，直流负极出现接地现象，这存在着致使保护自动装置拒绝执行动作的可能性。原因在于，若跳合闸线圈以及保护继电器在这些回路当中再有一处发生接地，那么线圈就会被接地点实现短接，进而无法运作。与此同时，直流回路短路所形成的电流会导致电源保险熔断，而且还有可能烧坏继电器的接点，保险熔断会造成失去保护以及操作电源的后果。

二、直流接地的概念及产生的原因

直流系统是由各类保护、控制设备、电缆、端子以及箱体等共同构成的，其所连接的设备数量众多、回路繁杂，在经历长期运行时，这会因环境的变迁、气候的转变、电缆以及接头出现老化、设备自身存在问题等诸多状况，在绝缘老化破损、机械振动、灰尘沉淀、金属生锈、潮湿、漏水等各类因素的作用影响下，不可避免地会出现直流系统接地的情况。就我们碰到的直流接地情形而言，端子箱那一块压力表示意的地方进了水，电缆的表皮出现破损状况，裸露在外的金属上面积攒了灰尘，在天气空气潮湿的时候引发直流接地的这一状况是最为常见的；备用的电缆芯的端面没包扎妥善从而导致接地的这种现象也偶尔会出现，除此之外，电缆在金属的地方出现拐弯或者穿过金属事物，因为振动以及碰撞进而产生绝缘磨损，同样会发生直流接地。

具有两极性的电源属于直流电源，意味着存在电源正极以及负极。直流电源之中的“地”并非是真正意义上的接地，仅仅是一个中性点方面的概念。要是直流电源系统里，正极或者负极与地之间的绝缘电阻值下降到某一个整定值的时候，此时我们会称直流系统出现了正接地故障或者负接地故障。

某变电站的直流系统，通常采用悬浮供电方式，电源的正负极都不直接接地，如此一来，当直流电源的某一极出现接地情况时，通常不会马上就发生短路现象。不过，因为DC/DC开关电源被大量使用，其EMI抗干扰措施运用了大量电容，致使直流母线对地电容变得过大，也就是图1里的C+和C-比较大。所以，要是K2点发生接地故障，直流系统中的对地电容C+和C-就有可能对出口继电器TQ进行充放电，进而出现电流冲击，最终造成保护装置误动。在继电器内阻大的状况下，且其动作时间快，动作电压低，同时电源负极对地电压较高时，一点接地更易于致使保护装置出现误动。所以，当发生直流系统一点接地故障时，一定要防止出现两点接地，以及防止保护装置误动。

图1

如果直流系统存在一点接地的状况下，又发生了另一点接地，那么就极易产生寄生回路，进而致使直流电源短路、保护装置出现误动或者拒动的情况，这样一来就会严重威胁到电网的安全运行了。就如同图1所展示的那样，要是K1和K2点同时出现接地的情况，保护跳闸出口继电器TQ就会动作，进而导致保护误动；倘若K1和K3点同时接地，那就会造成电源短路；要是K2和K3点同时接地，就算保护动作跳闸了，可TQ被K2和K3点短路，TQ没办法动作，于是就造成保护拒动了。所以，直流系统全都装设了直流绝缘监测装置，在出现一点接地的状况下，该装置会发出直流电源接地故障报警信号。工作人员在接收到直流电源接地报警相关信息的时候，一定要及时去处理接地故障，以此来防止故障范围进一步扩大。

因为变电站直流系统分布广袤的范围，各个部分拥有并不一致的运行环境，所以致使直流系统接地的缘由是具有多方面性的，主要包含以下四个方面：其一，为直流系统绝缘出现老化现象。历经长时间运行之后，直流系统遭受灰尘、潮湿状况或者各类腐蚀性气体的侵蚀，某些元件的绝缘性能演变为降低情况，进而逐步发展为接地故障；其二，是天气所产生的影响。雨、雾、雪这类天气极有可能造成直流系统出现受潮状况，某些电缆乃至于会浸泡在水里边，致使某些部位的绝缘性能向下滑落，造成了接地故障；其三，是工作人员在操作方面存有不当之处。二次回路常有各类施工，施工时工作人员或留导线接头，螺帽，垫圈等杂物，此杂物会易致直流系统引发金属性接地。检修中检修人员接乱电缆芯号，误模带电部位，也易引发直流系统接地。产品设计存在不足，若直流系统中蓄电池电压巡检设备，绝缘监察设备，端子箱，机构箱等设计欠佳，受震动，机械力等作用时，易致直流系统接地 。

三、直流系统接地故障排查

（一）直流系统接地故障排查的一般原则如下：

第一，绝不允许故障朝着扩大的方向发展。第二，开展排查故障的进程期间，绝对不允许二次回路存在有人进行工作的情况，避免导致出现直流短路或者产生另一点接地的状况。

（2）使故障查找范围得以缩小，于查找接地点范围之际，应首先对室外因素予以考量，之后再对室内因素加以考虑，在对回路展开检查之时，应首先对安全影响相对较小的信号回路进行检查，随后再对安全影响相对较大的控制回路进行检查，运用拉回路的方式进行检查时，要先对次要回路予以拉闸，而后再对重要回路予以拉闸。

（二）直流系统接地故障排查的步骤：

思考运行现场的状况，在进行故障排查期间，首先得思索接地故障发生之际，周遭究竟是怎样的运行环境。要是故障出现时刻，天气呈现阴雨状态，那就着重考量户外装置会不会因为受潮，进而致使绝缘程度下降，最终引发接地情况。要是存在人员于二次回路展开工作，或者存在设备检修试验工作，那就应当着重思考是不是由于人为方面的失误，从而造成了接地现象。

（2）去查看绝缘监察装置发出的报警信号，依据报警信号来确定接地究竟发生在某一条母线上，还是发生在某一条馈线上，对于馈线接地而言，绝缘监察装置能够做到准确判断，然而对于蓄电池、直流母线、充电机这三个部位，绝缘监察装置是没办法进行检测的，在没有得出明确结论的情形下，可以把母线分段开关拉开，或者闭合以退出一组蓄电池，借此来缩小接地故障的查找范围，在这个时候要留意监视“直流母线接地”信号是不是消失了，与此同时还要测量该段直流母线对地电压。

（3）查找瞬时停电的接地点。要是运用上述那两种方法，都没办法找到接地点的话，那就只能采取瞬时停电这种方法。它的原则是，先停下跟继电保护没关联、不会影响电网跳闸的设备，之后再来停继电保护设备。依据现场积累的经验，一般它的顺序是这样的：停役电源，然后是试验电源，接着是备用电源，再之后是事故照明电源，还有继电保护信号电源，以及中央信号电源，最后是继电保护设备电源等等。

（三）直流接地故障排查的注意事项

倘若查找直流接地过程里不会出现别的事故，那么查找期间应当留意下面这几项：

（1）尽量避免在高峰负荷时进行。

进行查找故障这一行为时，必须要有二人以及超过二人一同开展，以此来防止出现人身触电的情况，同时要做好安全监护工作。

依循符合实际状况的相关图纸来开展操作，切实避免出现拆错端子线头的情况，还要防止在恢复接线之际出现遗留或者接错的状况；针对所拆线头而言，应当做好详尽的记录以及明确的标记。

（4）当直流系统一点接地时，禁止在二次回路上工作。

在出现转瞬即逝的停止直流电源的情况时，应当经由调度给予同意，其时间不能超过3秒钟，动作必须要快速，避免出现失去保护电源且带有重合闸电源的时间过长的状况。

要防止出现误判断，在观察接地现象是不是消失的时候，应该从信号情况，光字牌情况，以及绝缘监察表计指示情况来进行综合判断。

（7）防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。

（8）使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧/伏。

保护误动作要防止，必要的时候，在顺断操作电源之前，可能误动的保护要解除，操作电源正常之后，保护再投入。

（10）禁止用灯泡查找接地点，以防直流回路短路。

四、结束语

一旦直流系统出现事故，继电保护装置便不能够正常运行，致使断路器出现拒动或者误动的情况，进而使得事故范围扩大。由此能够看出，直流系统的可靠性与整个电网的安全稳定运行直接相关联。