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摘要：本文通过分析直流系统接地故障种类、危害和查找方法，结合220kV莆心变电站内一直流系统接地故障处理案例，简单介绍查找直流系统接地故障的注意事项。
关键字：直流系统接地、故障、正电源
0引言
直流系统在发电厂、变电站中为监控、远动、继电保护及安全自动装置、控制回路、信号回路及事故照明等提供直流电源。直流系统的可靠与否，对发电厂、变电站的安全运行起着至关重要的作用。
1直流系统接地故障种类
1.1电阻性接地
电阻性接地故障是指直流系统正、负极对地绝缘电阻下降，且小于等于接地电阻告警值。又分为正极接地、负极接地及正负极同时接地。
1.2由直流负荷引起的两极接地故障
近几年来，为了加强对直流系统的故障分析，大都要求故障录波屏记录直流母线电压和正负极对地电压。
1.3蓄电池接地
发生在蓄电池内部或蓄电池正负极的接地故障，称之为蓄电池接地故障。蓄电池接地是一种特殊的两极接地故障，即只有一个接地故障点。
1.4交流窜入接地
交流窜入直流系统接地故障是指本身接地的交流电源火线与直流系统正极或负极相连，而产生的接地故障。
1.5直流互窜接地
两套直流电源系统相连，正极互窜，负极互窜，正负极同时互窜，异极互窜。
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
直流正极接地有可能使保护及自动装置误动。如图1，直流接地发生在A,B两点，即将继电器接点KI短接，会使保护出口中间继电器KP0动作误跳闸；当A,C两点接地时，相当于保护出口中间继电器KP0接点被短接，从而导致误跳闸。当A,D两点或F,D两点接地，均能造成开关误跳闸。同理，两点接地也可以导致误合闸、误报信号等。
图1直流系统接地故障线路图
2.1.2直流负极接地
直流负极接地可能使继电保护、自动装置拒动。直流回路接地短路，保护及操作失去电源或烧坏继电器等。如图1，B,E两点接地，即保护出口中间继电器KP0线圈被短接，保护动作时，保护出口中间继电器KP0不动作，开关不跳闸，且直流电源保险熔断。D,E两点接地时，跳闸线圈K被短接，当继电保护动作或操作时，开关不跳闸，同时直流电源保险熔断。同理，两点接地也能使开关拒合、不能报出信号等。
2.1.3直流系统正、负极各有一点接地
直流系统正、负极各有一点接地，会造成短路，使直流电源保险熔断，保护及自动装置、控制回路失去电源。如图1，直流A、E两点和F、E两点接地，形成短路使直流电源保险熔断；B、E两点和C、E两点接地，在保护动作或操作时，不但开关拒跳，而且还使直流电源保险熔断，甚至烧坏继电器。
2.2蓄电池接地的危害
蓄电池漏液接地故障是由于蓄电池漏液引起的，漏液将使该蓄电池失去电解液，导致蓄电池失效，进而使整组蓄电池容量下降。当发生2节或2节以上蓄电池漏液时，将导致2节漏液的蓄电池之间发生短路故障，很大的短路电流会使蓄电池温度迅速上升，最终可能引起火灾，烧毁主控室。
2.3直流互窜接地故障的危害
2.3.1正负极同时互窜
正负极同时互窜，产生环流，会缩短蓄电池的寿命，可能引起直流系统火灾；当存在短路故障点时，空开级差配合失效，空开会越级跳闸。
2.3.2正极互窜、负极互窜
当发生正极互窜、负极互窜时，接地故障电流增加1倍，接地故障范围增加1倍，会降低接地故障检测灵敏度，保护误动机会增加，两段母线同时接地，增加接地故障处理的难度。
2.3.3异极互窜
当发生异极互窜时，出现I段母线正极接地或II段母线负极接地，并接在回路上的出口继电器会因某一极电压升高或降低，导致其工作电源不足，可能导致设备拒动，引起接地故障告警
2.4交流窜入接地故障的危害
直流系统接地故障中，交流电源窜入直流系统引起的接地故障危害最大，一点接地即可引起保护误动，甚至大面积停电事故。
3查找直流系统接地的方法
直流系统两点接地对电力系统的安全运行危害很大。一般情况下接地故障多为一点接地，并有信号“直流母线接地”报警，应立即进行查找，防止发展为两点接地故障，酿成事故。
3.1判断接地极性
在直流屏上测量正、负极对地电压。直流系统绝缘良好时，测正、负极对地电压的绝对值相等或近似相等。若测正极对地电压为电源电压，负极对地电压为零，说明负极金属性接地；反之为正极接地。如属于不完全接地故障，则绝缘降低极对地电压较低（不为零），而另一极对地电压则较高。
3.2分网法
将直流系统分成几个不相联的部分，即为分网法。如直流系统有2段及以上的母线，各段直流母线都有直流电源，可经倒闸，拉开直流母线分段刀闸，缩小检查范围。用分网法缩小范围时，应注意双回路供电分路，原来并环的应先解环。注意不能使保护失去电源，操作电源尽量用蓄电池带。
3.3瞬停法和转移负荷法
对不太重要的直流负荷及不能转移的分路，采用瞬停法，即瞬时停电，看接地是否消失。重要的直流负荷，使用转移负荷法，查分路所带回路有无接地故障。
瞬停法和转移负荷法的原则是先查有缺陷的分路，后查无明显缺陷的分路；先查有疑问、潮湿、污秽较严重的，后查一般的，不太潮湿的；先查户外的，后查室内的；先查不重要的回路，后查重要的回路。
3.4查找直流系统接地故障的注意事项
断开电源时间一般不应超过3S，不论回路中有无故障，接地信号是否消失，均应及时投入。瞬拔保险，应先拔正极，后拔负极；装保险与此相反。为防止误判断，观察接地是否消失，应从信号、光子牌和绝缘监测装置指示情况综合判断。
用仪表检查时表计内阻不低于2000Ω/V，禁止使用灯泡查找直流
接地。直流系统发生接地故障时，禁止在二次回路上工作。查找故障，必须由2人以上进行，做好安全监护，拆接线时必须做好相应的记录。
4直流系统接地故障处理实例
现以220kV莆心变电站内一直流系统接地故障处理为例，详细介绍故障处理过程。
4.1故障现象
后台监控系统“直流系统接地信号”报警，直流馈线屏II内绝缘监测装置辅机上报“接地支路#6317.5k”、“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
通过故障现象，站内直流U＋明显降低，U﹣明显上升，系统的阻值R＋降低，可判断为直流系统正极接地，确定为高阻接地。
4.2.2确定接地支路
根据“接地支路#6317.5k”，现场可确定该支路为“#1主变非电量全相非失灵保护电源I”，查看相关图纸，如图2。根据上述的查找方法，先处理发信回路，后处理控制回路。结合图2分析，因已确定为直流系统正极接地，则从信号的正电源（01B）处理，现场多个信号的正电源端均并接，把中间的短接线解除，缩小查找的范围。先解除“本体油位异常”与“有载油位异常”的正电源短接线，确定接地点的范围，解除后系统U＋仍为78.1V，证明接地点仍存在。恢复上述短接线后再解除“压力释放1”与“压力释放2”的正电源短接线，系统U＋恢复正常，证明接地点在“压力释放2”、“绕组温高信号”、“本体油位异常”之间。依次解除上述三个信号的正电源，当解除“压力释放2”正电源时，系统U＋恢复＋110V，U﹣也变为﹣110V，观察后台监控系统“直流系统接地信号”已复归。
4.2.3接地故障处理
“压力释放2”的正电源端接地，可判断故障点发生在压力释放阀至变压器本体端子箱之间的电缆，或是压力释放阀的表计有接地情况。最后把“压力释放2”正电源用绝缘胶布密封，并做相应记录，通知检修专业后续到场检查压力释放阀。处理后，绝缘监测装置辅机和后台监控系统均已恢复正常。