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[摘 要]变电站直流系统作为变电站进行正常、稳定运作的动力系统，随着变电设备种类的增多、数量的加大，对变电站直流系统的要求越来越高，对变电检修技术的要求也越来越高。本文将主要分析变电站直流系统接地故障的发生原因以及解决方法等。
[关键词]变电站直流系统 接地故障
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）27-0108-01
引言：变电站直流系统是指对变电站的继电保护装置、控制回路、监控系统、通信系统等提供电源的供电系统，是变电站进行正常、稳定运作的动力系统。近年来，随着变电设备种类、数量的不断加大，直流系统也随之增加，分布广泛。在长期运行过程中，由于气候原因、设备绝缘老化、设备年限、设备质量以及操作不当当等原因，容易造成直流系統接地故障。但由于直流系统分支较多、连接设备广泛等，客观上增加了这一故障的查找难度，因此，应从故障发生原因、主支路依次排查等多角度入手，快速查找并排除故障。
一、变电站直流系统接地故障的表现与危害
变电站直流系统是绝缘系统，包括直流电源、直流母线及馈线、空气开关及接地保护用的直流绝缘监测装置、负载等组成。正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。当发生一点接地时，这一平衡被破坏，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，但对全站保护、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，甚至使直流系统的母线发生短路，烧毁供电系统和供电网络。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。
二、变电站直流系统接地故障发生的原因分析
1、自然原因
这一原因包括下雨等恶劣的天气、地震等导致的挤压变形、土壤的酸碱性以及动物等的破坏。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。又如在持续的小雨天气，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；在发生地震等自然灾害时，地表的挤压、变形等会导致二次线与转动部件，如经常开关的开关柜柜门，靠在一起，使其绝缘皮磨损或直接磨破，当其磨破时，便造成直流接地；在某些化工场地附近或者是环境较差的地区，土壤中的酸碱严重失衡，有些强酸物质会导致绝缘层腐蚀，从而失去保护作用，发生接地故障；小动物的破坏主要来于当二次接线盒等密封不好时，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。或者绝缘层被某些动物、微生物分解而导致绝缘层被破坏，发生接地故障。
2、人为原因
人为原因主要来自于操作不当引起的，包括错接、误接以及接线松动等。发生错接、误接的情况有：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。若发生接线松动，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。
3、设备原因
当直流系统所用设备本身存在质量等问题时，如绝缘层薄、易脱落等，或者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。
三、直流系统接地故障查找
1、查找方法
最常用、最普遍的方法是拉路法。由于直流回路数量多、分布广，接地点查询困难，拉路试探法是较有效的方法。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，最终找到接地点。
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。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。具体的查找步骤如下：
首先，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。如果绝缘检测仪没有选线功能，则采用拉路寻找，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；
其次，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，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等，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。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。
最后，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，并室内室外分段查找，最终确定接地点，排除故障。
结语
变电站直流系统接地故障对变电站整个系统的稳定运行具有重大作用。在提高变电检修技术的基础上，也应该重视变电站工作人员专业技能的培养，从多角度着手，做到有效避免故障发生以及故障发生后快速处理，保证变电系统稳定运行。
参考文献
[1] 毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2000.
[2] 孙成宝.直流设备检修[M].北京：中国电力出版社，2003.
[关键词]变电站直流系统 接地故障
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）27-0108-01
引言：变电站直流系统是指对变电站的继电保护装置、控制回路、监控系统、通信系统等提供电源的供电系统，是变电站进行正常、稳定运作的动力系统。近年来，随着变电设备种类、数量的不断加大，直流系统也随之增加，分布广泛。在长期运行过程中，由于气候原因、设备绝缘老化、设备年限、设备质量以及操作不当当等原因，容易造成直流系統接地故障。但由于直流系统分支较多、连接设备广泛等，客观上增加了这一故障的查找难度，因此，应从故障发生原因、主支路依次排查等多角度入手，快速查找并排除故障。
一、变电站直流系统接地故障的表现与危害
变电站直流系统是绝缘系统，包括直流电源、直流母线及馈线、空气开关及接地保护用的直流绝缘监测装置、负载等组成。正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。当发生一点接地时，这一平衡被破坏，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，但对全站保护、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，甚至使直流系统的母线发生短路，烧毁供电系统和供电网络。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。
二、变电站直流系统接地故障发生的原因分析
1、自然原因
这一原因包括下雨等恶劣的天气、地震等导致的挤压变形、土壤的酸碱性以及动物等的破坏。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。又如在持续的小雨天气，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；在发生地震等自然灾害时，地表的挤压、变形等会导致二次线与转动部件，如经常开关的开关柜柜门，靠在一起，使其绝缘皮磨损或直接磨破，当其磨破时，便造成直流接地；在某些化工场地附近或者是环境较差的地区，土壤中的酸碱严重失衡，有些强酸物质会导致绝缘层腐蚀，从而失去保护作用，发生接地故障；小动物的破坏主要来于当二次接线盒等密封不好时，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。或者绝缘层被某些动物、微生物分解而导致绝缘层被破坏，发生接地故障。
2、人为原因
人为原因主要来自于操作不当引起的，包括错接、误接以及接线松动等。发生错接、误接的情况有：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。若发生接线松动，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。
3、设备原因
当直流系统所用设备本身存在质量等问题时，如绝缘层薄、易脱落等，或者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。
三、直流系统接地故障查找
1、查找方法
最常用、最普遍的方法是拉路法。由于直流回路数量多、分布广，接地点查询困难，拉路试探法是较有效的方法。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，最终找到接地点。
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。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。具体的查找步骤如下：
首先，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。如果绝缘检测仪没有选线功能，则采用拉路寻找，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；
其次，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，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等，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。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。
最后，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，并室内室外分段查找，最终确定接地点，排除故障。
结语
变电站直流系统接地故障对变电站整个系统的稳定运行具有重大作用。在提高变电检修技术的基础上，也应该重视变电站工作人员专业技能的培养，从多角度着手，做到有效避免故障发生以及故障发生后快速处理，保证变电系统稳定运行。
参考文献
[1] 毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2000.
[2] 孙成宝.直流设备检修[M].北京：中国电力出版社，2003.