第一篇：直流系统接地故障
变电站直流系统接地故障查找
针对直流系统在运行中发生一点接地的各种可能性，结合现场实践经验，提出直流接地查找的方法和步骤。
1、引言
变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通讯系统源源不断的输送电能，确保其安全、稳定、可靠运行。直流系统是绝缘系统，正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，在接地发生和恢复的瞬间，经远距离、长电缆起动中间继电器跳闸的回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸(可采用较大起动功率的中间继电器来避免)，除此之外，对全站保护、监控、通讯装置的运行并没有影响。但是，存在一点接地的直流系统，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。
2、直流接地形式
按接地点所处位置的不同，可将直流接地分为室内和室外两种形式，按引起接地的原因，又可分为以下几种形式：
① 由下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通起来，引起接地。例如瓦斯继电器不装防雨罩，雨水渗入接线盒，当积水淹没接线柱时，就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气(如梅雨天)，潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。
② 由小动物破坏引起的接地。当二次接线盒(箱)密封不好时，蜜蜂会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来时，就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时，也容易引起直流接地。
③ 由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件(如经常开关的开关柜柜门)靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。
④ 接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线(如10kV开关机构箱内的二次线)，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。
⑤ 误接线引起接地。在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。
⑥ 插件内元件损坏引起接地。为抗干扰，插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容，该电容击穿时引起直流接地。
3、直流接地查找
3.1 查找方法
直流回路数量多、分布广，接地点不好查，相对有效的方法是拉路试探法。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电，若停电后直流接地现象消失，说明接地点位于本空气开关控制的下级回路中;若现象继续存在，说明下级回路没有接地。通过拉路寻找，可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中，再通过解开电缆芯，将接地点限定在室内或室外部分;再通过拔出插件，可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、一段段排除，最终可将接地点定位于一段简单回路中，再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘，把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上，通过仔细观察，反复触摸，接地点终会“原形毕露”的。
3.2 查找步骤
直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的，一般由总路空开、分路空开串联而成，两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关，三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。其中，第三段回路数量最多、接线最复杂、接地几率最高，几乎所有的直流接地都出现在这一段。要想尽快找到接地点所属空开，接地的确切位置和确切原因，就必须对三段回路的构成、作用和现场具体位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉现场直流系统接线。只有熟悉了接线，心中有了数，才能在拉路寻找时不漏拉、不错拉、不重复拉。
3.2.1 定位到总路空气开关
目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，发生直流接地时，绝缘检测仪会报出是哪一极(正极还是负极)接地、接地电阻是多少，随后会报出接地支路号，根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。
如果绝缘检测仪(绝缘监察装置)没有选线功能，又怎样定位到总路空开呢?这种情况下，只有对总路空气开关进行拉路寻找了;如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。
3.2.2 定位到分路空气开关 用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压，然后退出绝缘检测仪。根据现场标示和相关图纸，找出总路空开下级串接的所有空气开关(或熔断器)，按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。对于信号回路，如测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。如果接地点就在这些空开控制的回路，就免除了对重要回路(控制回路、保护回路)的短时停电。对于保护控制回路空开，直接影响到系统安全，拉路时间越短越好，需控制在3秒以内，拉路顺序可按其对应一次设备实时潮流大小来排序，先拉负荷轻的空开，再拉负荷重的空开。如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。
3.2.3 找出接地的确切位置和确切原因
定位到分路空开后，应向调度申请，断开该路空开，这样其余直流回路就恢复到正常状态，再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表，投入绝缘检测仪。由于空开已断开，下级回路不带电，用万用表监视回路对地电压的方法发挥不了作用，所以对下级回路接地点使用摇表来查找。
① 按室内室外分段查找。现场统计资料显示，运行中变电站出现的直流接地点绝大部份在室外，所以分段查找时，重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开，仔细检查，看盒子内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等，或许就会发现接地点。
本回路中，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有靠解开电缆芯线，此时需要注意的是，解线前应将端子排号、端子两侧接线编号详细记录在安全措施票上，防止恢复接线时出错。依次解开控制室到场地直流电缆芯线，每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和电缆对侧回路之中。若解开所有电缆后绝缘仍没有变化，说明接地点位于保护屏内部。
② 室外接地点查找。接地点位于场地电缆和电缆对侧回路中时，解开端子箱到开关机构箱直流电缆所有电缆芯，用摇表在端子排测量接地极绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和开关机构二次回路中。若绝缘没有变化，说明接地点位于端子箱引出电缆和电缆对侧回路中(如刀闸辅助接点)。
按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段，摇测绝缘，接地点就限定在开关机构箱、刀闸操作箱、或控制电缆中，用摇表对箱内直流回路的每一根接线摇测绝缘，接地点就限定在几根二次线中，再仔细观察，反复触摸，就可发现接地点。
③ 室内接地点查找。接地点位于保护屏内时，依次拔出装置插件，测量端子排接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化，说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中，用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘，找出接地的那几颗端子，对端子金属部分、连接线部分仔细观察，反复触摸，找出接地点。
4、接地查找注意事项
防止不正确的查找方法造成的直流系统两点接地。如使用灯泡查找法，使用内阻低于2000Ω/V的万用表和电压表。某些保护如整流型距离保护、晶体管保护在直流拉合时可能会误出口，所以在拉合前应申请退出保护出口压板。
目前绝缘监测装置大都采用带接地选线功能的微机监测仪，这类监测仪都有一个共同的特点，反应相对迟钝：在发生直流接地时，要延迟几秒甚至十几秒才能报“直流接地”信号;而在直流接地消失时，也要延迟几秒甚至十几秒其信号才复归。在拉路寻找时，切断各支路直流的时间只有几秒钟，绝缘监测仪信号来不及复归，致使靠绝缘检测仪判断接地消失的方法找不出接地点。为此，在拉路寻找前，应先使用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压，然后退出绝缘检测仪(绝缘检测仪会使直流母线对地电压发生较大波动，影响判断)，靠万用表或电压表电压值的变化来反映直流接地是否消失。
第二篇：浅谈变电站直流接地故障的排除
摘要：随着我国电力系统的不断完善，整个电力网络的覆盖面越来越大,直流系统接地技术也变得更加复杂,其运行的稳定性一直都是技术人员密切关注的问题。我们主要从接地技术的故障原因和查找方面入手，对故障的排除进行分析,并举出工程实例,一图片的形式解释了故障的危害，并借此分析直流接地系统故障的解决方法,对需要应用的对策做出总结，希望在今后的变电站运行过程中，能够将实现可靠运行和安全运行
关键词:直流系统;接地故障;故障原因;故障排除
一、引言
发电厂、变电站直流系统所连接的设备多，线路复杂，在运行的过程中，由于受到外部环境的影响，电缆及其接头都出现不同的老化问题，极易发生直流故障。直流接地故障对变电站的运行有较大的危害，正接地也许会引发跳闸的情况，负接地则可能造成断路器拒动。一些地区由于直流接地的故障，引发了不少的事故和危险。因此，实践中，我们要不断分析发生障碍的原因，以便进一步提高变电站直流系统的稳定性和可靠性。
直流系统是变电站系统中的重要部分,它要给继电保护设备提供稳定可靠的直流电源,而继电保护设备的安全稳定运行是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最主要设备。如果直流电源无法安全稳定的运行，整个继电保护设备也不能有效的保护电力稳定供应。
直流系统主要是由蓄电池、充电机及其附属设备、馈线、事故照明等组成的。直流系统是接地最多的,所以，在系统的运行中，这也是出现故障的关键点。现新建变电站的直流系统中均装有直流接地巡检仪,其巡检装置在一般情况下均能报出接地情况,检测出接地线路,在拉路查找时,由于时间短,而接地巡检仪反应比较慢,所以应有专人用万用表对地测量,以便及时发现接地点。对于直流接地的查找只能视具体情况,遵循一定原则认真查找。
二、直流系统接地的定义
(一)直流系统接地定义
当直流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时,称为直流系统接地;当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地;当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
(二)直流系统接地产生原因
直流系统是个不停歇的长期供电系统,线路多，整体负荷大,同时还会受到外界环境的影响，这些因素都会引起电缆老化、接线端子老化、元件损坏以及设备本身等问题，导致绝缘水平下降。通常来将，运行的时间越久，接地的可能性就越大。
一般有以下几种分类:(1)电缆、设备、元器件老化造成绝缘水平下降,特别是遇到大雨、浓雾等特殊天气引发直流系统接地,天气好转时可能会消失;(2)设备检修或改造施工等原因造成直流系统回路线头松动、脱落并碰触金属外壳,造成直流系统接地;(3)变电站二次装置烧毁等情况引起直流系统接地,此类情况常常伴有保护动作,开关拒跳、拒合以及焦糊味等情况。
三、直流系统常见接地故障类型及其原因
变电站直流系统接地故障按故障极性分为正母线接地和负母线接地;按故障点数分为一点接地、两点接地和多点接地;按故障发生持续性分为转换性故障和持续性故障;按接地程度分为金属性接地和非金属性接地。
直流系统发生接地故障往往同多种原因引起，但总结起来主要有人为和自然两方面因素。人为因素如工作人员在二次回路带电工作，使直流电源碰到接地部分;人为的机械力造成电缆损伤，使带电芯线与屏蔽层碰到一起。如果是直接接地还比较容易发现，但像芯线绝缘损伤等不一定立即发出接地信号，等到天气发生变化，湿度增大后就可能引起接地。此外，在改造、检修过程中接错电缆芯号，使电缆一端接直流电源，另一端作为备用芯而不作任何保护处理，一旦备用芯碰到设备外壳，也会造成接地故障。
自然因素如设备质量不良，直流系统绝缘老化等可能引发接地;雨天或雾天导致室外的直流系统绝缘降低可能引发直流接地;室外开关场电缆其保护铁管中容易积水，时间长了可能造成接地;变压器的非电量回路，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏引发接地;设备端子受潮或积有灰尘等造成绝缘降低引起接地;断路器的操作线圈、电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏引发接地。
四、直流系统接地的危害
当直流系统发生一点接地时,由于没有短路电流,熔断器不会熔断,仍可继续运行,但运行人员必须及时处理,否则,当发生另一点接地后,便可能构成接地短路,造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动,或造成直流保险熔断,使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地,还可能将某些继电器短接,不能动作于跳闸、越级跳闸,以至损坏设备,造成大面积停电,从而造成系统瓦解的严重后果。
现以图2为例说明直流接地的危害。当图中A点与C点同时有接地出现时,等于+WC、-WC通过大地形成短路回路,可能会使熔断器FU1和FU2熔断而失去保护电源;当点与C点同时有接地出现时,等于将跳闸线圈短路,即使保护正常动作,YT跳闸线圈短路,即使保护正常动作,YT跳闸线圈也不会起动,断路器就不会跳闸,因此在有故障的情况下就要越级跳闸;当A点与B点或A点与D点,同时接地时,就会使保护误动作而造成断路器跳闸。
五、直流系统接地预防措施
(一)变电站运行维护
单位应定期进行防雨、防潮、防异物的日常检查工作，发现问题及时消除。阴雨天气时应加大设备的检查次数，并重点检查易发生接地的重点部位，发现受潮或进水应立即处理。
(二)质量控制
施工单位在施工过程中应严格控制施工质量和工艺，并对回路进行检查测试,尤其是进行绝缘试验。发生接地后及时更换损伤电缆。
(三)仔细检查
施工单位在回路改造时应仔细核实每一根线，不用的回路及时拆除，并在二次安全措施票和图纸中详细反映。
(四)注意防潮
变电站运行维护单位应定期对蓄电池室通风，并在蓄电池室采取有效的防潮措施。
(五)加强监管
招标采购时严格把关，对质量不佳的产品坚决抵制，对运行时间长、元件老化严重的设备应及时更换。
总之，直流系统接地防范对直流系统的安全运行极为重要，要不断提高认识，总结经验，有效地查处接地、防范接地，以保证设备的健康运行，确保电网稳定运行。2直流接地故障处理的原则和方法
六、故障处理的原则
(一)处理故障过程中严禁二次回路有人工作，查找和处理必须由两人及以上同时进行，处理时不得造成直流短路和另一点接地，使故障进一步扩大。处理过程中应做出具体的安全措施，避免造成保护误动作。
(二)故障判断先微机后人工、先外后内、先次后重、先信号再控制，即在处理故障时先检查由直流系统绝缘监察装置查询到的故障支路。如果没有绝缘监察装置或发现绝缘监察装置提供的判断有误，再进行人工查找。故障点查找的范围一般先考虑室外，因为室外受环境影响比较大，室外排除了再找室内。在回路方面先检查对安全影响较小的信号回路，然后再检查控制回路;采用拉回路的方法时，要先拉次要的负荷回路，再拉重要回路。
七、故障处理的方法
变电站的直流系统是蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统，正常情况下，直流电源的正、负母线对地是绝缘的。直流系统接地故障往往在运行多年的变电站经常发生，对于运行环境差，运行时间长的设备，发生故障的机率更高。下面总结几种查找故障点的方法。
(一)绝缘监察装置查找法
目前，微机型绝缘监察装置在直流系统得到了普遍运用，它是直流系统实时在线监视的重要设备，能够实时监视并数字显示出直流系统的正常工作电压、母线对地绝缘状况等信息。其工作过程是各分支回路的绝缘监测用一低频信号源作为发生器，通过耦合电容向直流系统正负母线发送交流信号，用一小电流互感器同时套在各出线支路的正、负出线上。
由于通过互感器的直流分量大小相等、方向相反，产生的磁场相互抵消，但通过发生器发送给直流母线的低频交流电压信号，伏值相等，方向相同。这样在小互感器二次就能反映出正、负母线的对地绝缘电阻和分布电容的向量和，然后取出阻性分量经模数转换器送到中央处理器进行分析处理，最后显示结果值。
当系统发生接地故障时，处理器对每条线路所采集的信号进行分析，判断出故障线路号及接地电阻值，自动完成查找接地支路的功能，这为接地点的进一步准确定位提供了帮助。绝缘监察装置的最大优点在于它在不切断直流回路负荷的情况下进行查寻，因此提高了直流系统供电的可靠性。对于多点非金属性接地，这种方法也是非常有效的。但对于这些接地点中存在一个或一个以上的金属性接地点时，该装置只能先查到金属性接地支路。因为信号源发出的信号已被这条金属性接地支路短接，其它支路不再有信号通过，只有先将金属性接地支路查出，才能查询其它的非金属性接地支路。
(二)瞬时拉路法
根据负荷的重要程度，依次短时拉开直流屏所供各回路直流负荷。当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内，继续运用拉路法，可进一步确定故障在此回路的哪一支路中。此方法需要逐步拉掉各条支路，因此大大降低了直流供电的可靠性，如有重要负荷无法停电，则必须使用供临时电源先转移负荷，且要考虑到备用临时直流电源的容量。
八、结束语
直流接地故障特别是一点接地故障发生以后，一般不会马上引发不良反应，因此，容易被工作人员视忽视，以为不会发展成两点故障或引起继电保护等装置的误动作，从而放松了警惕，导致故障影响范围扩大，后果严重。所以快速、安全地查找到故障点非常重要。而这个查找的过程，就是对变电运行人员的考验过程，也是经验的积累和学习的过程。不断总结、积累直流接地故障方面的经验，便可逐步提高这方面的技术水平，将接地故障引起的损失降到最低。
参考文献：
[1]张晓毅,王志强.变电站直流接地故障的分析与查找[J].中国电力教育,2008,(S1).
[2]李海波.变电站直流接地人工查找方法的分析与流程化[J].云南水力发电,2008,(01).
[3]沈从树.浅谈变电站直流接地故障点的查找[J].河南电力,2008,(01).
[4]胡海琴.变电站直流接地故障分析与防范[J].电力安全技术,2008,(09).
[5]何铭宁.现行变电站直流接地检测及准确定位[J].电气应用,2008,(05).
[6]林俊杰,靳瑜红.变电站直流供电分析及接地查找方法[J].中州煤炭,2008,(02).
[7]叶炜,张文生,吴垂扬.变电站直流系统接地故障定位及检测装置选用[J].应用科技,2007,(12).
[8]陈勇.变电站直流系统接地故障分析[J].内蒙古石油化工,2007,(06).
第三篇：直流系统典型故障分析与对策
设备工程部 张建全
【摘要】本文介绍了直流系统的常见配置、绝缘监察装置的原理和数学模型，针对发电厂直流系统的接地、交流窜入直流、寄生回路等典型故障，分析了不同故障产生的原因及分析方法，总结了应对直流系统典型故障的对策，以期为设计、检修及维护人员的直流改造、设备验收、故障消除等工作提供一定的参考。
【关键词】直流系统 直流接地 交流串入直流 寄生回路
1 引言
直流系统作为电力系统的重要组成部分，为一些重要负荷、继电保护及自动装置、交流不停电电源(UPS)、远动通讯装置、控制及信号回路提供稳定可靠地工作电源。发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，常因回路设计不完善、误接线、元件生产工艺落后以及在长期运行中环境的改变、气候的变化引起的电缆及接头老化等问题，不可避免的会出现直流接地、交流串入直流、不同直流系统间形成寄生回路等故障，这些故障不仅会造成直流电源的短路、引起熔断器熔断或电源开关断开，使电力设备失去控制电源;甚至会引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动或拒动，引发电力系统故障乃至事故，从而对发电厂、电网的安全稳定运行构成威胁。因此关于直流系统的可靠性与安全性以及如何迅速有效的解决故障等问题，得到了研究、设计、检修及维护人员的广泛关注。 2 直流系统的配置、绝缘监察原理和数学模型 2.1 直流系统的常见配置
直流系统的常见配置如图1所示。直流系统由两个子系统构成，每个子系统都有独立的充电机、蓄电池组和绝缘监察装置。两个直流子系统通过直流分电屏分别提供两组直流母线KM1(控制母线电源1)、BM1(保护母线电源1)和KM2(控制母线电源2)、BM2(保护母线电源2)。将保护装置的直流电源与操作控制的直流电源分开，以保证双重化配置的两套保护的直流电源、两个控制回路的控制电源相互独立[1]。
图1 直流系统的配置
2.2 绝缘监察装置的原理和数学模型
直流绝缘监察装置的原理如图2所示，虚线内为主机内部分，主机检测正、负母线对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻 ，当绝缘电阻低于设定值时，装置报警。
图2 直流绝缘监察装置原理
其中，R+为直流正母线对地电阻值，R-为直流负母线对地电阻值，V1为直流正母线对地电压值，V2为直流负母线对地电压值，R
1、R2为装置内设定电阻，R1=R2，数学模型如下：
当K1闭合，K2打开，测得一组V1,V2实际数值，得出方程(1)
V1/V2=(R1//R+)/R- (1)
当K1断开，K2闭合，测得一组V1’,V2’实际数值，得出方程(2)
V1’/V2’=R+/(R2//R-) (2) 联立方程(1)、(2)即可求得正、负母线的对地电阻值R+、R-，当计算值R+、R-低于设定值时，装置报出正、负接地告警信号。 3 直流系统典型故障及分析 3.1 直流系统接地
直流系统接地故障因其发生率高、危害性大而成为发电厂电气维护工作中的一个顽疾。在丰润热电公司两台机组运行5年发现的电气二次缺陷中，直流系统接地故障占有很大的比例。仅2011年涉及直流接地故障就有5次之多。
当直流系统发生一点金属性接地时，因其不能形成回路，不会产生短路电流，故不会影响设备继续运行，但是必须及时消除。否则，再发生另一点金属性接地，就有可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动;造成直流保险熔断，使继电保护及自动装置、控制回路失去电源，从而引发电力系统严重故障乃至事故[2]。
3.1.1直流正极两点接地导致误动
直流正极两点接地有使继电保护及自动装置、断路器线圈误动的可能，如图3所示，若A、B两点接地，则KA
1、KA2的接点被短接，KM将误动跳闸。若A、C两点接地，则KM接点被短接从而引起相关开关误跳闸。同理，正极两点接地还可能造成误合闸，误报信号。
图3 直流系统接地情况图
3.1.2直流负极两点接地导致拒动
直流负极两点接地有使继电保护及自动装置、断路器线圈拒动的可能，如图3所示，若B、E两点地，则KM线圈被短接，保护动作时KM线圈不动作，开关不会跳闸。若D、E两点接地，则LT线圈被短接，保护动作及操作时开关拒跳。同理，负极两点接地开关也可能合不上闸，信号不能报出。 3.1.3正负极两点接地引起熔丝熔断
当直流正负极两端两点接地时，如图3所示，当A、E两点接地时，将引起熔丝熔断。当B、E和C、E两点接地,保护又动作时，不但断路器拒跳，而且熔丝会熔断、可能烧坏继电器的触点[3]。 3.2 交流串入及耦合电容对直流系统的影响
在电厂、变电站现场除了直流回路外，还存在着大量而广泛的交流回路，例如照明及墙壁电源、低压电动机交流控制、电压互感器以及电流互感器二次回路等。由于他们的一端是连接大地的，这些回路与直流回路串电时，不仅导致直流系统接地[4]，甚至引起保护及自动装置的误动作。
2010年6月丰润热电公司1号机机炉PC A段进线等三个进线开关跳闸，跳闸前DCS系统检测到直流负母线发生过接地故障。经检查发现某端子箱内交、直流相邻端子有短接烧黑痕迹，确定因此发生了220V交流电串入直流负端。直流负端串入交流电压后，DIC对DI的电位某些时刻超过动作电压值，同时因为DI端存在的耦合电容导致DI端的电位不能发生突变(电容特性)，导致DI的两端存在大于动作值的电位差，测控装置检测到DI动作，开关发生跳闸。
图4 模拟实验原理图
我们对相关测控装置进行了交流串入直流的模拟实验，原理如图4所示，K
1、K
2、R
1、R2为绝缘检查装置内部元件，监察原理如2.2所述，在控制回路负端加入交流220V电压，当耦合电容达到0.4μF时，光耦发生了偏转。
从而可以得出结论：因控制线路教长而存在耦合电容，当耦合电容达到一定量时，若发生直流负极接地或负极串入交流电源信号时将导致光耦电路产生电平变位。同理若直流正极或外部分闸接点下口线路发生交流串入，风险等同。 3.2 寄生回路造成接地假象
2013年8月，丰润热电公司I、II段两独立直流系统的绝缘监察装置同时报警，I段母线发负接地信号,I号绝缘监察装置显示正母线对地电压为230V，负母线对地电压0V;II段母线发正接地信号,II号绝缘监察装置显示正母线对地电压为0V，负母线对地电压-230V。同时启备变B套保护装置告警。经查在B套保护装置的操作箱内“显示与复归”板件端子焊点处有短路烧黑痕迹。其板件原理图如图5所示，板件元件布置情况如图6所示。
图5 显示与复归原理图
图6 板件实际布置图
因板件焊点9J1ac4和焊点9J1ac5在板件上的距离接近，制造工艺不良，再加上环境变化及积尘的影响导致了两个焊点间的短路。从而形成寄生回路将II段直流正电与I段直流负电短接。两段直流短接后形成了一个端电压为460V的电池组，中点对地电压为零，又因为每组直流系统的绝缘监察装置均有一个接地点(原理见2.2)，短路后直流系统中存在两个接地点。所以II段直流系统的绝缘监察装置判断为正极接地，I段直流系统的绝缘监察装置判断为负极接地。 4 直流系统典型故障相应对策
鉴于直流系统的重要性、故障造成的危害性以及现场环境的复杂性，如何将风险降至最低，如何将缺陷消除于萌芽，如何迅速有效的解决故障成为继电保护设计、制造和检修维护人员紧迫问题。为此，本文针对上述直流系统典型故障进行分析并总结相应对策，已期能够为相关人员提供一定的参考。
(1)对于运行环境复杂、环境恶略的场所的直流电缆，在设计、建设施工期间的电缆选型应考虑足够的备用芯，检修维护人员可利用设备停修的机会，对直流回路进行绝缘测试做好记录，并进行劣化分析。对于绝缘水平低，或出现接地芯线时可及时更换。当直流系统发生一点接地故障时，虽不至引起危害，但必须及时消除，以免发生两点接地给系统造成影响。对于直流系统接地故障的查找方法和注意事项可参见相关规程，本文不再赘述。
(2)为避免交流串入直流的影响，应在端子箱或屏柜端子处将交流端子做明显的标识，并与直流端子以明显距离隔开。同时直流回路继电器与交流继电器、接触器、小开关等设备保持相当的距离，以免交流回路的电压切换中产生电弧将交流电压引入直流回路[2]。为避免直流长线路耦合电容的影响，可在控制回路，特别是跳合闸出口回路加装大功率的重动继电器。
(3)对于设备数量多、回路复杂的发电厂直流系统，由于输煤、除灰、废水等辅助系统的工况和环境恶略，建议将这些辅助系统的直流电源与主系统的直流电源分开布置，以提高主系统运行的可靠性。
(4)为防止出现寄生回路并造成影响，除了在直流回路的设计、改造、施工、验收中严格审核把关外，还可以在定期检验过程中以测量两组独立的直流系统之间的绝缘的方法进行检验。对于板件内回路应尽可能采用弱电源设计，且两组不同的直流回路之间应留有足够的绝缘距离，提高制造工艺，以防焊点接近虚接而形成寄生回路。
(5)加强日常巡检及特巡力度、保持电缆沟排水通畅，定期清扫灰、粉尘、检查接线端子发热情况，二次回路退出运行或多余的电缆头应包扎好，工作完毕注意清理现场勿将金属零件遗留屏内，保持好设备的运行环境。
参考文献
[1]甘景福 直流系统间的寄生回路造成的直流接地假象 华北电力技术 2004.2 41-42; [2]谭重伟，梅俊，欧阳德刚 500kV变电站直流系统故障分析与应对措施 湖北电力2006，30(6)，9-11;
[3]毛锦庆，等。电力系统继电保护实用技术问答 中国电力出版社，1999;
[4]余育金 变电站直流系统接地故障分析、查找及处理 广西电业 2007.1(82) 90-91;
第四篇：精解变电站直流系统接地的危害及查找方法[范文模版]
变电站在输变电工程里、电力系统中举足轻重，其的安全运行有着至关重要的作用。直流系统接地对我们设备安全稳定运行有着很大的危害，由于目前直流系统按照地方单位各自习惯管理使其专业划分不明确，造成每个单位一次专业或者二次专业管理直流系统不一致的想象，但作为继电保护专业的人员都应该具备其查找方法和及时排除故障能力。
直流接地的危害
直流系统一点长时间接地是不允许的，直流正极接地有造成保护误动的可能,因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等)均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作(越级扩大事故)。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。
变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通讯系统源源不断的输送电能，确保其安全、稳定、可靠运行。
绝缘特点：直流系统是绝缘系统，正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。
发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，在接地发生和恢复的瞬间，经远距离、长电缆起动中间继电器跳闸的回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸，除此之外，对全站保护、监控、通讯装置的运行并没有影响。
但是，存在一点接地的直流系统，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。
直流接地形式
按接地点所处位置的不同，可将直流接地分为室内和室外两种形式，按引起接地的原因，又可分为以下几种形式：
由下雨天引起的接地
在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通起来，引起接地。例如瓦斯继电器不装防雨罩，雨水渗入接线盒，当积水淹没接线柱时，就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气(如梅雨天)，潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。
由小动物破坏引起的接地
当二次接线盒(箱)密封不好时，蜜蜂会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来时，
就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时，也容易引起直流接地。
由挤压磨损引起的接地
当二次线与转动部件(如经常开关的开关柜柜门)靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。
接线松动脱落引起接地
接在断路器机构箱端子排的二次线(如10kV开关机构箱内的二次线)，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。
插件内元件损坏引起接地
为抗干扰，插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容，该电容击穿时引起直流接地。
误接线引起接地
在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。
直流接地查找
查找方法
直流回路数量多、分布广，接地点不好查，相对有效的方法是拉路试探法。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电，若停电后直流接地现象消失，说明接地点位于本空气开关控制的下级回路中;若现象继续存在，说明下级回路没有接地。
通过拉路寻找，可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中，再通过解开电缆芯，将接地点限定在室内或室外部分;再通过拔出插件，可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、一段段排除，最终可将接地点定位于一段简单回路中，再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘，把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上，通过仔细观察，反复触摸，接地点终会“原形毕露”的。
查找步骤
直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的，一般由总路空开、分路空开串联而成，两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关，三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回
路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。其中，第三段回路数量最多、接线最复杂、接地几率最高，几乎所有的直流接地都出现在这一段。
查找要求
要想尽快找到接地点所属空开，接地的确切位置和确切原因，就必须对三段回路的构成、作用和现场具体位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉现场直流系统接线。只有熟悉了接线，心中有了数，才能在拉路寻找时不漏拉、不错拉、不重复拉。
定位到分路空气开关
找出总路空开下级串接的所有空气开关(或熔断器)，顺序：按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。
对于信号回路，如测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。如果接地点就在这些空开控制的回路，就免除了对重要回路(控制回路、保护回路)的短时停电。
对于保护控制回路空开，直接影响到系统安全，拉路时间越短越好，需控制在3秒以内，拉路顺序可按其对应一次设备实时潮流大小来排序，先拉负荷轻的空开，再拉负荷重的空开。如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。
找出接地的确切位置和确切原因
定位到分路空开后，应向调度申请，断开该路空开，这样其余直流回路就恢复到正常状态，再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表，投入绝缘检测仪。由于空开已断开，下级回路不带电，用万用表监视回路对地电压的方法发挥不了作用，所以对下级回路接地点使用摇表来查找。
①按室内室外分段查找
现场统计资料显示，运行中变电站出现的直流接地点绝大部份在室外，所以分段查找时，重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开，仔细检查，看盒子内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等，或许就会发现接地点。
本回路中，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有靠解开电缆芯线，此时需要注意的是，解线前应将端子排号、端子两侧接线编号详细记录在安全措施票上，防止恢复接线时出错。依次解开控制室到场地直流电缆芯线，每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和电缆对侧回路之中。若解开所有电缆后绝缘仍没有变化，说明接地点位于保护屏内部。
②室内接地点查找
接地点位于保护屏内时，依次拔出装置插件，测量端子排接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化，说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中，用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘，找出接地的那几颗端子，对端子金属部分、连接线部分仔细观察，反复触摸，找出接地点。
总结
直流系统接地对我们设备安全稳定运行有着很大的危害，由于目前直流系统按照地方单位各自习惯管理使其专业划分不明确，造成每个单位一次专业或者二次专业管理直流系统不一致的想象，但作为继电保护专业的人员都应该具备其查找方法和及时排除故障能力。
第五篇：10kV系统单相接地故障分析及处理
摘 要：随着社会经济的快速发展，其中10kV系统经常发生单相接地问题，影响电力系统正常运行。电力企业得到了很大进步，文章通过分析10kV系统发生单相接地故障原因及危害，总结出10kV系统单相接地故障时的处理方法及其注意事项。
关键词：单相接地故障;危害;处理;注意事项
1 概述
电力系统在进行分类时常分大电流接地系统和小电流接地系统。采用小电流接地系统有一大优点就是系统某处发生单相接地时，虽会造成该接地相对地电压降低，其他两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可继续运行1～2小时。10KV系统无论是在供电系统还是配电系统中都应用的比较广泛，故10KV系统是否可靠安全运行直接影响到整个电力系统能否正常运行。然而10kV系统在恶劣天气条件下发生单相接地故障的机率却很大。10kV系统若在发生单相接地故障后未得到妥善处理让电网长时间运行的话，将会致使非故障相中的设备绝缘遭受损坏，使其寿命缩短，进一步发展为事故的可能得到提高，严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此，工作人员一定要熟知10kV系统发生接地故障的处理方法，一旦10kV系统发生单相接地故障必须及时准确地找到故障线路予以切除，以确保电力系统稳定安全运行。
2 10kV系统发生单相接地故障的原因及危害
导致10kV系统发生单相接地故障的原因有很多，大致可以分为以下五类主要原因：
(1)设备绝缘出现问题，发生击穿接地。例如：配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、绝缘子击穿、线路上的分支熔断器绝缘击穿等。
(2)天气恶劣等自然灾害所致。例如：线路落雷、导线因风力过大，树木短接或建筑物距离过近等。
(3)输电线断线致使发生单相接地故障。例如：导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线等。
(4)飞禽等外力致使发生单相接地故障。例如：鸟害、飘浮物(如塑料布、树枝等。
(5)人为操作失误致使发生单相接地故障等。
10kV系统的馈线上发生单相接地故障的危害除了使非故障两相电压升高以及可能产生的几倍于正常电压的谐振过电压引起绝缘受损危及到变电设备外，变电站10kV母线上的电压互感器也将检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果未能够得到及时的处理，将烧毁电压互感器，造成设备损坏、破坏区域电网的稳定，引发大面积停电事故。
3 10kV系统单相接地故障的处理
由于采用接地变的变电站，在发生接地故障后，馈线保护可以通过零序保护跳开开关，无需进行处理。所以这里主要讲的是对于采用消弧线圈的变电站所采用的处理方法。当发生单相接地故障后，运行人员可按以下步骤进行故障处理：
当10kV系统发生单相接地后，值班员应马上检查10kV接地选线装置是否动作，10kV线路保护是否动作，在把记录做好的同时，应该报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障。在查找接地故障时，应先详细检查变电站内电气设备有无明显的故障迹象(如绝缘是否有击穿的痕迹等)。在发生接地故障的10kV系统中，若未通过查看故障痕迹来发现故障点，就需进行各线路接地故障的排查，可采用断开某条线路断路器来查看接地故障现象是否消失，从而来判断该条线路是否为故障线路的方法来确定故障线路，当确定该线路是故障线路时，要立即汇报当值调度员处理，同时要对站内的设备进行一次全面检查。若逐条线路依次进行排查后仍未找到故障线路而接地故障仍然存在时，运行值班人员可考虑是两条或多条线路同时发生了接地故障或10kV母线设备发生了接地故障，然后进行针对性的故障查找。另外，若10kV电压互感器高压侧熔断器熔断时，用于更替的熔断器除必须具有良好的灭弧性能和较大的断流能力外还需具有限制短路电流的作用，切记不得用普通熔断器来代替。
4 在10KV系统中处理单相接地故障时的注意事项
(1)10KV系统带接地故障运行时间一般在规程中规定不得超过2小时。
(2)10KV系统带接地故障运行时，为了防止因接地故障时电压升高使电压互感器发热、绝缘损坏和高压熔断器熔断等情况发生，需加强对电压互感器的监视。
(3)在10KV系统中寻找单相接地故障时，若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先拉这条线路。若未发现故障迹象，为了减少停电的范围和负面影响，应先操作有其他电源的线路，再试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路，双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知或转移负荷后再试拉。
(4)在10KV系统中处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈升温超过规定时，可在接地相上先做人工接地，消除接地点后再停用消弧线圈。
(5)做好详细故障记录，以便为下次出现接地故障提供参考。
参考文献
[1]董勇，李光友.10kV系统单相接地故障及处理探析[J].中国电力教育，2011，8.
[2]田轶华.10kV系统单相接地故障的判断与处理[J].内蒙古科技与经济，2006，4S.