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摘要：安全可靠的变电站直流系统是电网 安全和系统稳定运行的前提，是变电站的重要组成部分。然而天气潮湿、人为误操作、动物侵入、设备损毁或老化都会对变电站直流系统的运行造成影响，威胁电网安全。本文将对直流系统接地的危害和产生原因进行分析，总结查找接故障的方法和相关预防措施。
关键词：直流系统；接地故障；查找；预防
直流系统在变电站系统中相对独立，是变电站的主要供电设备之一，负责保障负电荷的相关操作。变电站中的控制信号、跳合闸断路器、继电保护是直流系统的主要工作对象，同时在变电站的交流电源发生故障时，直流系统会为变电站提供紧急直流电源。因此，安全稳定的直流系统对变电站的正常运行至关重要。为了减小直流系统发生接地故障的损失，电力系统的相关工作人员要在最短时间内确定接地故障位置，对故障进行有效处理。
一、直流系统接地的危害
直流系统接地的类型主要有以下几种分类：以接地的极性为标准分正极接地和负极接地；以接地故障点的多少可分为多点接地、单点接地、绝缘降低或环路接地。一般来说正极接地产生的危害是断路器误跳闸，负极接地的危害则是引起断路器拒跳闸。通常单点接地不会影响整个直流系统，但若是两点接地则会，此时断路器拒动或误动很可能发生，进而威胁变电站正常运行，所以应及时排除两点接地故障。
二、发生直流系统接地故障的原因
（一）变电站设备老化
直流系统接地的主要原因之一是变电站设备老化。在投入使用较长时间的变电站中，设备老化，电缆绝缘性能不佳，机构箱、端子箱的密封性较差，造成内部接点生锈，进而产生接地故障。同时，在遭到碰撞或产生震动时，电缆会穿过金属或在金属部位发生弯曲，这也是直流系统产生接地故障的原因[1]。
（二）天气影响和动物侵入
在遭遇大雾、霜雪、降雨时，如果变电站直流系统设备出现密闭问题，就会有雨水等的侵入，在设备的导线、接线、接口部位出现生锈现象，进而导致直流系统接地。接线盒是直流系统中最易受动物影响而产生接地故障的部位。如果有昆虫经常在接接线盒附近活动就会腐蚀接线盒内的接线或接线盒本身，导致直流系统接地。老鼠经常啃食接线盒电缆外皮，在啃食时会引起变电站直流系统接地故障。
（三）维护不到位
维护工人没有对接地装置和直流系统进行有效维护，不予恢复直流系统接地出现的挤压，不处理直流系统接地的松动，造成直流系统和接地位置磨损、摇摆，并最终引起直流系统接地故障。维护不到位也是发生两点接地的主要原因之一，危害更加严重。如图1，在E、B和C、E两点发生直流接地时，ZJ、TQ被短接，此时保险熔断，使自动装置、保护装置失去电源。
（四）操作错误
直流系统工作人员为操作方便或失误造成接地故障，也是造成直流系统接地故障的主要原因。具体表现为，工人在带电二次回路上进行相关操作时，不慎将设备外壳接触到直流电源，瞬间导致直流系统接地；工人施工时，将带电控制电缆损坏，严重降低直流系统的绝缘能力，进而发生故障，这种情况造成的影响是最严重的。
三、直流系统接地故障查找方法
（一）拉回路法
拉回路法是查找直流系统接地故障的方法中最简单且有效的办法，广泛应用于故障处理和查找。其原理是停止为直流系统故障回路供电。其操作步骤为：切断信号回路供电，切断照明回路供电，切断操作回路供电，切断保护回路供电。在切断各层级电源过程中，查找判断直流系统接地故障位置。由于直流系统设备和电站系统的功能和结构越来越复杂，直流系统保护回路、信号回路、控制回路之间不再有明确的区分，维护人员要创新维护措施，综合考虑直流系统的复杂性，提高故障位置判断的准确性，在降低故障查找难度的同时，提高查找效率[2]。
（二）选线装置监测法
选线装置监测法是利用在线实时监测确定直流系统接地故障位置，是通过选线装置检测直流系统所有部分对地绝缘情况，做到快速报告检测到的接地故障，并将故障回路的编号显示在报告信息中。同时这种选线装置监测法在技术上有一定局限，它能够检测到接地回路，但无法确定该接地回路的接地位置，因此限制了该方法在应用。
（三）便携式定位装置监测法
利用便携装置确定直流系统接地故障的位置，不同于选线装置监测法它的主要检测目标是直流系统接地的具体位置。这种方法与前两种方法相比优势较为明显，它不需要切断直流回路电源即可进行查找故障位置，大幅度提升了直流系统故障位置查找的准确性和效率。此外，该方法还是选线装置监测法的重要补充，解决其不能查找故障点的问题。
（四）低频信号注入法
低频信号注入法能够精确查找故障点并判断接地电阻值的大小。实践中，技术人员在确定直流系统接地故障后，利用该方法进行下一步检测。正常情况下，直流系统只能通过直流电流，但在出现接地故障后，低频信号就会通过该故障回路，相关装置检测该信号的同时，计算并判断接地故障点。它同便携式定位装置法一样，无需断电即可进行查找，能够提高处理接地故障的速度和效率。我们可以通过图2了解低频信号注入法的工作原理。在发生直流系统接地时，外加信号源会使直流系统产生低频电压信号，支路1发生一点接地时，CT1穿越原边线圈的正反电流不相等，所以其二次侧电流表的示数不为零，而CY二次侧电表示数为零，根据这个原理通过观察CT二次侧有无电流来判断接地点。
四、预防直流系统接地的措施
通过对故障原因的分析，总结预防措施如下：第一，在设计时进行预防。在设计过程中，设计人员应以分屏设计为主，虽然这加大了资金投入和施工难度，但这样的设计更有利于直流接地故障的判断，能在运行过程中直接准确的排除直流故障。同时科学合理设计直流系统中的控制电缆以减少其数量，进而缩小了故障范围。避免在直流系统中存在寄生回路，减少直流接地的发生。第二，在施工阶段的预防措施。施工人员要保证高质量安装直流系统相关设备，准确接线，尽量保证电缆不被损坏。第三，在调试阶段进行预防。在调试直流系统的过程中要检查并确保母线的绝缘能力，试运行时要防止直流系统漏报、错报、误报的情况发生，在接好电缆后再对支路进行供电。第四，在直流系统运行阶段的预防措施。加强对室外直流系统设备的巡查，确保其绝缘，在一些沙尘较重的地区对有关设备做好防尘工作。第五，检修时的措施。工作人员遇到直流系统设备损坏或老化时要及时更新和维修，并要定期查看端子是否有松动现象。第六，扩大直流系统检查的范围。工作人员应对直流充电模块、直流系统监控器、蓄电池等进行定期检查，特别要对直流系统接地电阻和接地信号加大检查监测力度[3]。
结语
随着经济的发展，生活用电量和生产用电量都大幅增加，同时电力用户不断提高对供电水平的要求，在这一大背景下我国电力行业发展迅速，电力系统逐步完善。超高压和大容量是我国电力系统的未来发展方向，这对直流系统的运行提出了更高要求。电力行业工作人员应不断提高直流系统接地故障的查找技巧和处理能力，在发生故障时，迅速对故障位置进行查找和处理，在最短时间内排除故障。同时预防工作也是减少直流系统接地故障发生的重要途径，在设计、施工、调试、运行、检修时，对可能引起接地故障的问题积极予以排除，在源头上防止接地故障的发生，从而保障变电站的运行安全。
参考文献：
[1]陈武.直流系统接地故障查找技巧及预防[J].低碳世界，2014，（21）：74-75.
[2]张亚峰，朱新菊，童红东.一起变电站直流系统接地故障的查找及分析[J].安徽电力，2012，（01）：23-25.
[3]江霞.探究变电站直流系统接地故障的查找原则及处理策略[J].低碳世界，2014，（05）：70-71.
关键词：直流系统；接地故障；查找；预防
直流系统在变电站系统中相对独立，是变电站的主要供电设备之一，负责保障负电荷的相关操作。变电站中的控制信号、跳合闸断路器、继电保护是直流系统的主要工作对象，同时在变电站的交流电源发生故障时，直流系统会为变电站提供紧急直流电源。因此，安全稳定的直流系统对变电站的正常运行至关重要。为了减小直流系统发生接地故障的损失，电力系统的相关工作人员要在最短时间内确定接地故障位置，对故障进行有效处理。
一、直流系统接地的危害
直流系统接地的类型主要有以下几种分类：以接地的极性为标准分正极接地和负极接地；以接地故障点的多少可分为多点接地、单点接地、绝缘降低或环路接地。一般来说正极接地产生的危害是断路器误跳闸，负极接地的危害则是引起断路器拒跳闸。通常单点接地不会影响整个直流系统，但若是两点接地则会，此时断路器拒动或误动很可能发生，进而威胁变电站正常运行，所以应及时排除两点接地故障。
二、发生直流系统接地故障的原因
（一）变电站设备老化
直流系统接地的主要原因之一是变电站设备老化。在投入使用较长时间的变电站中，设备老化，电缆绝缘性能不佳，机构箱、端子箱的密封性较差，造成内部接点生锈，进而产生接地故障。同时，在遭到碰撞或产生震动时，电缆会穿过金属或在金属部位发生弯曲，这也是直流系统产生接地故障的原因[1]。
（二）天气影响和动物侵入
在遭遇大雾、霜雪、降雨时，如果变电站直流系统设备出现密闭问题，就会有雨水等的侵入，在设备的导线、接线、接口部位出现生锈现象，进而导致直流系统接地。接线盒是直流系统中最易受动物影响而产生接地故障的部位。如果有昆虫经常在接接线盒附近活动就会腐蚀接线盒内的接线或接线盒本身，导致直流系统接地。老鼠经常啃食接线盒电缆外皮，在啃食时会引起变电站直流系统接地故障。
（三）维护不到位
维护工人没有对接地装置和直流系统进行有效维护，不予恢复直流系统接地出现的挤压，不处理直流系统接地的松动，造成直流系统和接地位置磨损、摇摆，并最终引起直流系统接地故障。维护不到位也是发生两点接地的主要原因之一，危害更加严重。如图1，在E、B和C、E两点发生直流接地时，ZJ、TQ被短接，此时保险熔断，使自动装置、保护装置失去电源。
（四）操作错误
直流系统工作人员为操作方便或失误造成接地故障，也是造成直流系统接地故障的主要原因。具体表现为，工人在带电二次回路上进行相关操作时，不慎将设备外壳接触到直流电源，瞬间导致直流系统接地；工人施工时，将带电控制电缆损坏，严重降低直流系统的绝缘能力，进而发生故障，这种情况造成的影响是最严重的。
三、直流系统接地故障查找方法
（一）拉回路法
拉回路法是查找直流系统接地故障的方法中最简单且有效的办法，广泛应用于故障处理和查找。其原理是停止为直流系统故障回路供电。其操作步骤为：切断信号回路供电，切断照明回路供电，切断操作回路供电，切断保护回路供电。在切断各层级电源过程中，查找判断直流系统接地故障位置。由于直流系统设备和电站系统的功能和结构越来越复杂，直流系统保护回路、信号回路、控制回路之间不再有明确的区分，维护人员要创新维护措施，综合考虑直流系统的复杂性，提高故障位置判断的准确性，在降低故障查找难度的同时，提高查找效率[2]。
（二）选线装置监测法
选线装置监测法是利用在线实时监测确定直流系统接地故障位置，是通过选线装置检测直流系统所有部分对地绝缘情况，做到快速报告检测到的接地故障，并将故障回路的编号显示在报告信息中。同时这种选线装置监测法在技术上有一定局限，它能够检测到接地回路，但无法确定该接地回路的接地位置，因此限制了该方法在应用。
（三）便携式定位装置监测法
利用便携装置确定直流系统接地故障的位置，不同于选线装置监测法它的主要检测目标是直流系统接地的具体位置。这种方法与前两种方法相比优势较为明显，它不需要切断直流回路电源即可进行查找故障位置，大幅度提升了直流系统故障位置查找的准确性和效率。此外，该方法还是选线装置监测法的重要补充，解决其不能查找故障点的问题。
（四）低频信号注入法
低频信号注入法能够精确查找故障点并判断接地电阻值的大小。实践中，技术人员在确定直流系统接地故障后，利用该方法进行下一步检测。正常情况下，直流系统只能通过直流电流，但在出现接地故障后，低频信号就会通过该故障回路，相关装置检测该信号的同时，计算并判断接地故障点。它同便携式定位装置法一样，无需断电即可进行查找，能够提高处理接地故障的速度和效率。我们可以通过图2了解低频信号注入法的工作原理。在发生直流系统接地时，外加信号源会使直流系统产生低频电压信号，支路1发生一点接地时，CT1穿越原边线圈的正反电流不相等，所以其二次侧电流表的示数不为零，而CY二次侧电表示数为零，根据这个原理通过观察CT二次侧有无电流来判断接地点。
四、预防直流系统接地的措施
通过对故障原因的分析，总结预防措施如下：第一，在设计时进行预防。在设计过程中，设计人员应以分屏设计为主，虽然这加大了资金投入和施工难度，但这样的设计更有利于直流接地故障的判断，能在运行过程中直接准确的排除直流故障。同时科学合理设计直流系统中的控制电缆以减少其数量，进而缩小了故障范围。避免在直流系统中存在寄生回路，减少直流接地的发生。第二，在施工阶段的预防措施。施工人员要保证高质量安装直流系统相关设备，准确接线，尽量保证电缆不被损坏。第三，在调试阶段进行预防。在调试直流系统的过程中要检查并确保母线的绝缘能力，试运行时要防止直流系统漏报、错报、误报的情况发生，在接好电缆后再对支路进行供电。第四，在直流系统运行阶段的预防措施。加强对室外直流系统设备的巡查，确保其绝缘，在一些沙尘较重的地区对有关设备做好防尘工作。第五，检修时的措施。工作人员遇到直流系统设备损坏或老化时要及时更新和维修，并要定期查看端子是否有松动现象。第六，扩大直流系统检查的范围。工作人员应对直流充电模块、直流系统监控器、蓄电池等进行定期检查，特别要对直流系统接地电阻和接地信号加大检查监测力度[3]。
结语
随着经济的发展，生活用电量和生产用电量都大幅增加，同时电力用户不断提高对供电水平的要求，在这一大背景下我国电力行业发展迅速，电力系统逐步完善。超高压和大容量是我国电力系统的未来发展方向，这对直流系统的运行提出了更高要求。电力行业工作人员应不断提高直流系统接地故障的查找技巧和处理能力，在发生故障时，迅速对故障位置进行查找和处理，在最短时间内排除故障。同时预防工作也是减少直流系统接地故障发生的重要途径，在设计、施工、调试、运行、检修时，对可能引起接地故障的问题积极予以排除，在源头上防止接地故障的发生，从而保障变电站的运行安全。
参考文献：
[1]陈武.直流系统接地故障查找技巧及预防[J].低碳世界，2014，（21）：74-75.
[2]张亚峰，朱新菊，童红东.一起变电站直流系统接地故障的查找及分析[J].安徽电力，2012，（01）：23-25.
[3]江霞.探究变电站直流系统接地故障的查找原则及处理策略[J].低碳世界，2014，（05）：70-71.