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【摘 要】 在发电厂和变电所中，直流系统在正常情况下为控制信号、继电保护、自动装置、断路器跳合闸操作回路等提供可靠的直流电源，当发生交流电源消失事故情况下为事故照明、交流不停电电源和事故润滑油泵等提供直流电源。直流系统可靠与否对发电厂和变电所的安全运行起着至关重要的作用，是安全运行的保证。由于直流电源在二次系统所处的重要地位，直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个系统的安全，尽管直流电源十分稳定可靠，但实际应用中，由于电力系统应用直流电源的特殊性，特别是控制回路和保护回路的应用，使直流系统的故障成为电力系统更大故障的事故隐患，这就是我们常说的直流系统接地故障危害。
【关键词】 直流系统；接地故障；故障危害；故障处理
一、直流系统接地的定义
由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，变电站、发电厂所有设备的外壳都会牢牢的接在这个“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。
二、直流系统为什么会接地
发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等等，而不可避免的发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留电力系统故障的隐患，直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统接地故障的概率越大。
三、直流系统接地的危害
发电厂、变电站直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。直流系统正极接地，就会有造成继电保护误动的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地，引起保护误动；直流系统负极接地，如果回路中再有一点接地，形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路，保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大（即越级扩大事故），同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。
直流接地示意图分别说明A点与C点；B点与C点；A点与B点或A点与D点同时发生接地时有什么危害。直流系统在变电站中具有重要的位置。要保证一个变电站长期安全运行，其因素是多方面的，其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的。通常，要求直流系统的各种小母线、端子回路、二次电缆对地的绝缘电阻值，用500V摇表测量其值不得小于0.5MΩ。直流回路绝缘的好坏必须经常地进行监视。否则，会给运行带来许多不安全因素。
现以图3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B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。
因为发生直流接地将产生许多害处，所以对直流系统专门设计一套监视其绝缘状况的装置，让它及时地将直流系统的故障提示给值班人员，以便迅速檢查处理。
四、直流系统接地的处理
当直流系统发生接地时，由直流系统绝缘监察装置发出预告信号。此时，应首先确定是正极接地，还是负极接地；是完全接地，还是绝缘电阻降低。然后再根据运行方式、检修、操作及气候等因素的影响，判断可能接地的地点，确定寻找地点的方法和步骤。
（一）寻找接地点的一般原则
1.对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判明属哪一段母线接地，以缩小查找范围。
2.对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线，采用“瞬间停电法”寻找。当拉开某一回路时，如接地信号消失，并且各极对地电压恢复正常（不能只靠接地信号消失为准），则说明接地点在该回路上。
3.在某些现场如果无表计可观察，可用内阻大于2000Ω/V的电压表检查。将电压表的一根引线接地，另一根接于不接地的一极（即对地电压高的一极），然后试拉，如拉开后，电压表指示明显降低，即说明该设备回路接地。如接地发生在某一专用直流回路时，可按先次要设备后主要设备取下（拉开）该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点。
4.对于不允许短时停电的重要直流负荷，可采用“转移负荷法”查找接地点。
5.如接地不在各直流负荷上时，可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换直流母线查找接地点。
（二）寻找接地点的具体试拉、合步骤
1.拉、合临时工作电源，试验室电源，事故照明电源。
2.拉、合备用设备的直流电源。
3.拉、合绝缘薄弱的，运行中经常发生接地的回路。
4.按先室外后室内拉、合断路器的合闸的电源。
5.拉、合载波室通信电源及远动装置电源。
6.按先次要设备后主要设备拉、合信号电源，操作电源及中央信号电源。
7.试解列充电设备。
8.将有关直流母线并列后，试解列蓄电池。并检查端电池调节器。
9.倒换直流母线。
（三）寻找接地时应注意的事项
1.寻找接地时，应由二人进行。试拉、合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要的直流负荷时，事先应取得调度许可，必要时根据规程规定由运行人员退出相应保护的掉闸压板，查找无问题后，按调令恢复保护。 2.对各分支线采用取下熔断器寻找接地点时，应先取下正极，后取下负极；给上时，先给上负极，后给上正极。
3.试拉的直流负荷与其它部门或专业有关时，应事先与对方联系。
4.试拉各设备的直流电源时，应密切监视一次设备的运行情况及有关仪表指示的变化情况。
无论回路有无接地，断开直流回路电源的时间一般不得超过3S，但集成电路和微机保护的直流电源拉开10S后才允许合好。即使回路有接地，也应先合上，再设法处理。
（四）利用仪器查找直流接地故障的开展
在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地，接地故障随气候和环境变化而变化，动态型故障难以查找。直流电源接入的控制回路、保护回路、信号回路以及其它回路纵横交错，十分复杂，所以查找直流系统接地一直是困扰运行人员及检修人员的一大难题。近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展，过去那种“拉回路”“断保险”查找直流接地的方法，已经不能适应电力系统一、二次回路在安全性方面的要求。发电厂和变电站的扩建，使得二次回路越来越复杂，系统本身已存在大量事故隐患，通过拉回路查找直流接地可能导致更大的事故。
1.直流系统馈电网络有许多支路，可根据经验判断容易发生故障的薄弱支路，将钳表钳在该支路的始端，即馈线出处（馈线出口保险处）。如果测得显示结果为“非接地”状况，可继续查找其它馈线支路，直到检测出馈线支路的显示结果为“接地”状况，再经检测确信后，即可判断出故障支路。对多条回路接地，从“绝缘模拟显示”接地较严重的回路查起。假设检测出第N馈线支路有故障后，欲进一步寻找馈线支路以下的各个分支路时，可继续按照上述步骤，用钳表对各个分支路进行检测。
2.对走向较远的回路，为提高检测精度，可把信号发生器接在离故障区域更近的支路直流保险出口处，有直流小母线的地方，可将信号发生器接在直流小母线上，接法同总母线相同。检测出接地支路后，对具体接地故障点进行定位检测。在检测时，采取二分法进行故障区域的检测定位。在每次检测后，故障区域均按二分取点方式进行下一检测定位，以便迅速地检测出具体的接地故障点；假设在A处检测时有接地状况，在B处检测时没有接地状况，就可以判断接地故障点在A-B之间。同时可根据馈线电缆走向和设备连接情况，对故障支路的各个馈线入口进行分别检测，找出故障支路。如果故障发生在N馈线支路上的小分支，可采用同样方法检测。
3.假设系统有多个接地故障，或者正、负直流母线均有接地故障，可先检测接地故障较严重的（正或负）接地故障。在支路检测中，装置会自动探测出接地故障较严重的支路，然后检测出接地故障点，排除后再进行其他支路的检测，并将接地故障点逐一检测排除。
4.直流系统的单个支路（回路）如果有多个直流電源相连（连接成闭环系统），如果现场条件允许，建议在检测时断开各个连接压片，以提高检测灵敏度，也可利用“绝缘模拟指示”的微小差异，分开实际接地回路和通过环路形成的虚假接地回路。
5.检测时，应将信号发生器正确接入直流母线，或接入其它支路（正、负、地均应接），使信号发生器始终接在直流支路的电源端，而故障检测器和钳表始终在直流支路的负荷端进行检测。否则将降低检测准确度。
另外不论是固定式或便携式直流系统接地故障定位装置，均需不断总结使用经验，结合寻找接地点的一般原则和注意事项，做好直流接地查找工作。
参考文献：
[1]《发电厂变电所电气部分》——重庆大学出版社
[2]《电力安全规程》——中国电力出版社
[3]《供用电技术》李光雄广西水利电力职业技术学院
【关键词】 直流系统；接地故障；故障危害；故障处理
一、直流系统接地的定义
由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，变电站、发电厂所有设备的外壳都会牢牢的接在这个“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。
二、直流系统为什么会接地
发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等等，而不可避免的发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留电力系统故障的隐患，直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统接地故障的概率越大。
三、直流系统接地的危害
发电厂、变电站直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。直流系统正极接地，就会有造成继电保护误动的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地，引起保护误动；直流系统负极接地，如果回路中再有一点接地，形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路，保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大（即越级扩大事故），同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。
直流接地示意图分别说明A点与C点；B点与C点；A点与B点或A点与D点同时发生接地时有什么危害。直流系统在变电站中具有重要的位置。要保证一个变电站长期安全运行，其因素是多方面的，其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的。通常，要求直流系统的各种小母线、端子回路、二次电缆对地的绝缘电阻值，用500V摇表测量其值不得小于0.5MΩ。直流回路绝缘的好坏必须经常地进行监视。否则，会给运行带来许多不安全因素。
现以图3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B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。
因为发生直流接地将产生许多害处，所以对直流系统专门设计一套监视其绝缘状况的装置，让它及时地将直流系统的故障提示给值班人员，以便迅速檢查处理。
四、直流系统接地的处理
当直流系统发生接地时，由直流系统绝缘监察装置发出预告信号。此时，应首先确定是正极接地，还是负极接地；是完全接地，还是绝缘电阻降低。然后再根据运行方式、检修、操作及气候等因素的影响，判断可能接地的地点，确定寻找地点的方法和步骤。
（一）寻找接地点的一般原则
1.对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判明属哪一段母线接地，以缩小查找范围。
2.对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线，采用“瞬间停电法”寻找。当拉开某一回路时，如接地信号消失，并且各极对地电压恢复正常（不能只靠接地信号消失为准），则说明接地点在该回路上。
3.在某些现场如果无表计可观察，可用内阻大于2000Ω/V的电压表检查。将电压表的一根引线接地，另一根接于不接地的一极（即对地电压高的一极），然后试拉，如拉开后，电压表指示明显降低，即说明该设备回路接地。如接地发生在某一专用直流回路时，可按先次要设备后主要设备取下（拉开）该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点。
4.对于不允许短时停电的重要直流负荷，可采用“转移负荷法”查找接地点。
5.如接地不在各直流负荷上时，可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换直流母线查找接地点。
（二）寻找接地点的具体试拉、合步骤
1.拉、合临时工作电源，试验室电源，事故照明电源。
2.拉、合备用设备的直流电源。
3.拉、合绝缘薄弱的，运行中经常发生接地的回路。
4.按先室外后室内拉、合断路器的合闸的电源。
5.拉、合载波室通信电源及远动装置电源。
6.按先次要设备后主要设备拉、合信号电源，操作电源及中央信号电源。
7.试解列充电设备。
8.将有关直流母线并列后，试解列蓄电池。并检查端电池调节器。
9.倒换直流母线。
（三）寻找接地时应注意的事项
1.寻找接地时，应由二人进行。试拉、合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要的直流负荷时，事先应取得调度许可，必要时根据规程规定由运行人员退出相应保护的掉闸压板，查找无问题后，按调令恢复保护。 2.对各分支线采用取下熔断器寻找接地点时，应先取下正极，后取下负极；给上时，先给上负极，后给上正极。
3.试拉的直流负荷与其它部门或专业有关时，应事先与对方联系。
4.试拉各设备的直流电源时，应密切监视一次设备的运行情况及有关仪表指示的变化情况。
无论回路有无接地，断开直流回路电源的时间一般不得超过3S，但集成电路和微机保护的直流电源拉开10S后才允许合好。即使回路有接地，也应先合上，再设法处理。
（四）利用仪器查找直流接地故障的开展
在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地，接地故障随气候和环境变化而变化，动态型故障难以查找。直流电源接入的控制回路、保护回路、信号回路以及其它回路纵横交错，十分复杂，所以查找直流系统接地一直是困扰运行人员及检修人员的一大难题。近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展，过去那种“拉回路”“断保险”查找直流接地的方法，已经不能适应电力系统一、二次回路在安全性方面的要求。发电厂和变电站的扩建，使得二次回路越来越复杂，系统本身已存在大量事故隐患，通过拉回路查找直流接地可能导致更大的事故。
1.直流系统馈电网络有许多支路，可根据经验判断容易发生故障的薄弱支路，将钳表钳在该支路的始端，即馈线出处（馈线出口保险处）。如果测得显示结果为“非接地”状况，可继续查找其它馈线支路，直到检测出馈线支路的显示结果为“接地”状况，再经检测确信后，即可判断出故障支路。对多条回路接地，从“绝缘模拟显示”接地较严重的回路查起。假设检测出第N馈线支路有故障后，欲进一步寻找馈线支路以下的各个分支路时，可继续按照上述步骤，用钳表对各个分支路进行检测。
2.对走向较远的回路，为提高检测精度，可把信号发生器接在离故障区域更近的支路直流保险出口处，有直流小母线的地方，可将信号发生器接在直流小母线上，接法同总母线相同。检测出接地支路后，对具体接地故障点进行定位检测。在检测时，采取二分法进行故障区域的检测定位。在每次检测后，故障区域均按二分取点方式进行下一检测定位，以便迅速地检测出具体的接地故障点；假设在A处检测时有接地状况，在B处检测时没有接地状况，就可以判断接地故障点在A-B之间。同时可根据馈线电缆走向和设备连接情况，对故障支路的各个馈线入口进行分别检测，找出故障支路。如果故障发生在N馈线支路上的小分支，可采用同样方法检测。
3.假设系统有多个接地故障，或者正、负直流母线均有接地故障，可先检测接地故障较严重的（正或负）接地故障。在支路检测中，装置会自动探测出接地故障较严重的支路，然后检测出接地故障点，排除后再进行其他支路的检测，并将接地故障点逐一检测排除。
4.直流系统的单个支路（回路）如果有多个直流電源相连（连接成闭环系统），如果现场条件允许，建议在检测时断开各个连接压片，以提高检测灵敏度，也可利用“绝缘模拟指示”的微小差异，分开实际接地回路和通过环路形成的虚假接地回路。
5.检测时，应将信号发生器正确接入直流母线，或接入其它支路（正、负、地均应接），使信号发生器始终接在直流支路的电源端，而故障检测器和钳表始终在直流支路的负荷端进行检测。否则将降低检测准确度。
另外不论是固定式或便携式直流系统接地故障定位装置，均需不断总结使用经验，结合寻找接地点的一般原则和注意事项，做好直流接地查找工作。
参考文献：
[1]《发电厂变电所电气部分》——重庆大学出版社
[2]《电力安全规程》——中国电力出版社
[3]《供用电技术》李光雄广西水利电力职业技术学院