CAT电瓶直流系统接地故障处理

摘要：本文剖析了直流系统接地故障的各类情况，阐述了其危害，详述了查找方法，并且结合了220kV莆心变电站内一起直流系统接地故障的处理实例，简要介绍了查找直流系统接地故障时的注意要点。

关键字：直流系统接地、故障、正电源

0引言

为监控、远动、继电保护及安全自动装置、控制回路、信号回路以及事故照明等提供直流电源的是直流系统，此直流系统存在于发电厂、变电站之中。直流系统可不可靠，会对发电厂和变电站的安全运行起到极其关键的作用 。

1直流系统接地故障种类

1.1电阻性接地

电阻性接地故障，具体是指，直流系统当中，正极对地绝缘电阻出现下降情况，并且，负极对地绝缘电阻也出现下降情况，同时，这种下降呈现出，小于等于接地电阻告警值的状态。而且，它又可以被划分成，正极接地的类型，以及，负极接地的类型，还有，正负极同时接地的类型 。

1.2由直流负荷引起的两极接地故障

近些年来，为强化对直流系统的故障分析，大多情形下都要求故障录波屏去记录直流母线电压，以及正负极对地电压 。

1.3蓄电池接地

产生于蓄电池以内、亦或是蓄电池正负极那儿的接地故障状况，被称作是蓄电池接地故障。蓄电池接地属于一种特殊的两极接地故障情形，也就是仅有单一的一个接地故障点位。

1.4交流窜入接地

交流窜入直流系统接地故障，是这样一种情况，即存在本身接地的交流电源火线，它与直流系统的正极相连，进而产生接地故障，或者它与直流系统的负极相连，同样会产生接地故障。

1.5直流互窜接地

两套直流电源系统相连接，正极一同相互窜入，负极一同相互窜入，正负极同时一起相互窜入，不同极性一同相互窜入。

2直流系统接地故障的危害

2.1电阻性接地故障的危害

2.1.1直流正极接地

要是直流正极出现接地的情形，有种可能是致使保护以及自动装置出现误动的状况。就像图1所呈现的那样，直流接地发生在了A、B这两点，这就相当于把继电器接点KI进行了短接，进而会让保护出口中间继电器KP0出现动作并误跳闸；当处于A、C两点接地的情况时，这等同于保护出口中间继电器KP0的接点被短接了，如此便会导致误跳闸。当是A、D两点或者F、D两点接地时，都能够造成开关出现误跳闸。同样的道理，这种两点接地的情况也能够导致误合闸、误报信号等情况的发生。

图1直流系统接地故障线路图

2.1.2直流负极接地

极有可能致使继电保护、自动装置出现拒动情况的是直流负极接地。直流回路一旦发生接地短路，会造成保护及操作丧失电源，或者烧坏继电器之类的后果。就比方图示的图1而言，B、E两点出现接地状况，这意味着保护出口中间继电器KP0的线圈被短接了，在保护动作之际，保护出口中间继电器KP0却并未动作，开关也就不会跳闸，并且直流电源保险熔丝会熔断。当D、E两点接地之时，跳闸线圈K被短接，在继电保护动作或者进行操作时，开关不会跳闸，与此同时直流电源保险熔断。同样的道理，两点接地也能够使得开关出现拒合现象，无法报出信号等等。

2.1.3直流系统正、负极各有一点接地

如果直流系统的正极与负极分别存在一点接地的情况，那么就会引发短路现象，进而导致直流电源保险被熔断，致使保护以及自动装置、控制回路丧失电源、如图1所示，当直流A、E两点以及F、E两点接地后，便会形成短路状况，最终使得直流电源保险熔断；当B、E两点以及C、E两点接地后，在保护动作或者进行操作时，不仅开关会出现拒跳的情况，并且还会造成直流电源保险熔断，甚至有可能烧坏继电器。

2.2蓄电池接地的危害

是因为蓄电池漏液才致使蓄电池漏液接地故障发生，漏液会让该蓄电池失去电解液啊，这就导致蓄电池失效了，进而使得整组蓄电池容量下降。当出现2节或者2节以上蓄电池漏液的情况时，将会导致2节漏液的蓄电池之间产生短路故障，很大的短路电流会让蓄电池温度快速上升，最终有可能造成火灾，致使主控室被烧毁 。

2.3直流互窜接地故障的危害

2.3.1正负极同时互窜

正负极同时相互窜动，进而产生环流，这会致使蓄电池的寿命被缩短，还可能引发直流系统火灾；而当存在短路故障点的情况下，空开级差配合会失效，空开便会越级跳闸 。

2.3.2正极互窜、负极互窜

一旦出现正极相互窜入、负极相互窜入的情况，接地故障电流会增大为原来的两倍，接地故障所涉及的范围也会扩大为原来的两倍，如此一来就会致使接地故障检测的灵敏度下降，进而使得保护误动的可能性增加，而且两段母线会同时发生接地现象，这又进一步加大了接地故障处理的难度。

2.3.3异极互窜

若出现异极互窜的情况，会致使I段母线的正极接地，或者使得II段母线的负极接地，并且连接在回路上的出口继电器，会因为某一极电压出现升高或者降低的变化，进而导致其工作电源变得不足，如此便有可能造成设备出现拒动的状况，最终引发接地故障告警 。

2.4交流窜入接地故障的危害

在直流系统接地故障里头，由交流电源窜入直流系统所引发的接地故障，其危害是最为严重的，只要出现一点接地的情况，便会引发保护误动现象，甚至还会导致大面积停电事故的发生。

3查找直流系统接地的方法

直流系统当中，连接两点形成接地状况，对于电力系统安全运行而言，其危害程度极大。通常情形之下，接地方面出现的故障，多数呈现为一点接地的状态，并且会伴随有信号发出，即“直流母线接地”的报警提示，此时应当即刻展开查找工作，目的在于防范其状况向着两点接地故障的方向发展，进而引发事故的发生。

3.1判断接地极性

在直流屏那儿测量正极、负极跟地的电压，当直流系统绝缘处于良好状态时，测量正极、负极跟地电压的绝对值是相等的或者近似相等，要是测量正极跟地电压是电源电压，负极跟地电压是零，那就表明负极是金属性接地，反过来就是正极接地，要是属于不完全接地故障，那么绝缘降低的那一极对地电压比较低（不是零），另一极对地电压就比较高。

3.2分网法

把直流系统划分成几个彼此不相连的部分，这就是分网法。要是直流系统存在两段及以上母线，并且各段直流母线都配备有直流电源，能够借助倒闸操作，拉开直流母线分段刀闸，进而减小检查范围。运用分网法来缩小范围的时候，得留意双回路供电分路，原本并环的应当先解环。要注意不能让保护失去电源，操作电源最好用蓄电池来带动。

3.3瞬停法和转移负荷法

对于那些并非特别关键的直流负荷以及没办法进行转移的分路，运用瞬停法，也就是瞬间实施停电操作，以此来查看接地现象是否会随之消失。而鉴于重要的直流负荷，采用转移负荷法，去检查分路所连接的回路是不是存在接地故障。

有一种方法，叫瞬停法，还有一种方法，叫转移负荷法，它们遵循这样的原则，首先要去查找那些存在缺陷的分路，之后再去查找那些没有明显缺陷的分路；接着是，先去查找那些存在疑问、环境是潮湿且污秽较为严重的，然后再去查找那些一般的、不太潮湿的；然后是，先去查找户外的部分，随后再去查找室内的部分；最后是，先去查找那份不重要的回路，而后再去查找那份重要的回路。

3.4查找直流系统接地故障的注意事项

断开电源的时间通常情况下不应该超过3S，不管回路之中有没有故障，接地信号是不是已经消失掉，都应当及时地投入进去。瞬间拔掉保险的时候，应该先去拔掉正极，之后再拔掉负极；安装保险的顺序和这个是相反的。为了避免出现错误的判断，要观察接地是不是已经消失了，应该将信号、光子牌以及绝缘监测装置的指示情况综合起来进行判断。

以仪表进行检查之时，表计内阻不得低于2000Ω/V，严禁运用灯泡去查找直流 。

做好接地，当直流系统出现发生接地故障这种情况的时候，禁止于二次回路上开展工作，查找故障，一定要由2人以上来进行，要做好安全监护工作，在拆接线的时候必须做好相应的记录。

4直流系统接地故障处理实例

就当前而言，以处于220kV的莆心变电站之内的，一直流系统存在的接地故障处理情况作为例子，对故障处理的整个过程进行非常详尽且精细的介绍。

4.1故障现象

那个后台监控系统当中，“直流系统接地信号”出现了报警情况，在直流馈线屏II里面，绝缘监测装置的辅机，上报了“接地支路#6317.5k”，还上报了“U＋：78.1V、U﹣：145V、R＋：17.2k、R﹣：84k” 。

4.2处理措施

4.2.1判断接地极性

依据故障所展现的现象，站内直流电源的U＋显著地下降，U﹣显著地升高，系统当中的阻值R＋是降低的，由此能够判定为直流供电系统的正极出现了接地情况，进而确定它乃是高阻接地。

4.2.2确定接地支路

依据“接地支路#6317.5k”，于现场能够明确该支路乃是“#1主变非电量全相非失灵保护电源I”，去查看相关图纸，像图2那般。按照上述的查找办法，先对发信回路予以处理，之后再处理控制回路。结合图2展开分析，由于已判定为直流系统正极接地，故而从信号的正电源（01B）着手处理，现场多个信号的正电源端都是并接的，将中间的短接线解除掉，以此缩小查找的范畴。首先，解除“本体油位异常”跟“有载油位异常”的正电源短接线，接着确定接地点的范围，解除之后系统U＋依旧是78.1V，这表明接地点仍然存在。然后，恢复上述短接线，之后再解除“压力释放1”和“压力释放2”的正电源短接线，此时系统U＋恢复正常，这证明接地点处于“压力释放2”“绕组温高信号”“本体油位异常”之间。先依次解除那三个信号的正电源，在解除“压力释放2”的正电源之际，系统的U＋恢复为＋110V，并且U﹣也转变为﹣110V，此时观察后台监控系统，会发现“直流系统接地信号”已然复归。

4.2.3接地故障处理

将“压力释放2”的正电源端与地相连，据此能够判定故障位置处于压力释放阀到变压器本体端子箱之间的电缆，或者压力释放阀的表计存在接地情形。最终把“压力释放2”的正电源使用绝缘胶布予以密封，并且做好相应记录，告知检修专业随后到场检查压力释放阀。经过处理之后，绝缘监测装置的辅机以及后台监控系统都已然恢复到正常状态。