直流接地查找方法讨论

直流接地查找方法讨论

季高炜

（广东电网有限责任公司惠州供电局）

摘要：变电站直流系统是一个十分重要的独立电源系统，为变电站继电保护及安全自动装置、控制、信号、事故照明等提供稳定可靠的不间断电源，还为断路器分、合闸提供操作电源。直流系统的可靠运行对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是保证变电站安全运行的决定条件之一。直流系统接地故障是直流系统比较常见的故障，同时对变电站安全稳定运行具有较大的危害性。本文针对变电站直流系统接地故障产生原因进行分析，并讨论了如何查找直流接地，以及查找的注意事项。

关键字：直流系统；接地故障；拉路试探法

前言

变电站的直流系统很容易受到各方面的影响发生直流接地故障。一般情况下，直流系统发生一点接地时，不会引起任何危害，但必须及时消除，否则可能演变成两点接地，造成信号、保护和控制回路发生误动或拒动，熔断器熔断，直流系统短路等严重后果。因此，发生直流系统接地故障时，应快速、准确的找到接地位置，及时消除，使直流系统恢复正常运行。

1.直流接地的原因

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。还有工作人员误碰、误接线以及万用表档位使用错误等人为因素【1】。

⑥电缆或二次线绝缘层不合格，破损或老化所引起的接地。安装时不注意造成电缆芯线划伤，电缆固定时用力过度，电缆芯线靠近发热元件（如灯泡、加热器等），电缆芯线绝缘材料不合格以及运行时间过长都可能造成绝缘老化，引起直流接地【1】。

⑦交流串入直流回路引起的接地。在220kV某变电站中，安装人员误将加热器的交流电源回路接入到信号回路中，当气温或湿度下降到某种程度时，加热器就会启动，使交流回路串入直流回路。这种情况十分危险，不仅会引起直流接地，还将会造成全站停电的大事故，必须想办法杜绝此类事件的发生【1】。

2.查找直流接地的一般方法

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、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。

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，接地极母线对地电阻立刻升高到999K左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。

定位到分路空气开关

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，如遥信电源空开、通讯电源空开，其不影响故障跳闸，只涉及信号，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，接地极母线对地电阻立刻升高到999K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。由于空开已断开，下级回路不带电，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，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，找出接地点。

3、查找直流回路的注意事项

（1）查找接地故障前，要充分了解运行有无异常现象、回路有无工作、天气情况等；具体查找时，要以先室外部分后室内部分，先信号和照明部分后操作部分为原则；在切断各专用直流回路时，切断时间不得超3s，不论回路接地与否都应合上；如发现某一专用直流回路有接地现象时，要及时找出接地点并尽快消除。

（2）禁止直流发生接地时在二次回路上工作，查找及处理须由两人同时进行，处理过程中不得造成另一点接地和直流短路。

（3）如果切除直流母线上所有负荷后故障依然存在，说明接地故障发生在直流电源部分，为了避免负荷较长时间停电导致更大事故，通常要先用一套有足够容量的备用直流电源给负荷供电，然后再将外电路和有故障的直流电源脱离来查找故障。

（4）不能停电的直流设备需事先准备备用直流电源供电，从而保证在拉路过程中该回路直流电源不会断电而影响工作。

（5）严禁用灯泡查找接地点，以防直流回路短路【2】。

4、结束语

综上所述，变电站直流系统是保障变电站安全运行的核心和关键之一，而直流接地故障具有较大危害性，能直接威胁到电网的安全、稳定运行。因此正确掌握直流接地故障的查找方法以及有效的接地预防措施是非常有必要的，这对保证直流系统的安全运行，确保电网系统稳定具有重大意义。

致谢

曾旭斌对本文编写指导提供了宝贵意见，施理成对本文的修改提供了宝贵意见，谨此致谢。

参考文献：

[1]陈园，侯赞.长沙通信职业技术学院学报.第11卷第2期2012年6月.

[2]吴家贵.剖析查找直流接地多种方法的特点.科技咨询，2012No.01