丁小跳
（中国石油化工股份有限公司长岭分公司热电作业部湖南岳阳414012）
摘要：发电厂、变电站为了保证电力系统的安全性和可靠性，通常采用蓄电池的直流电源系统作为继电保护装置、信号装置、控制装置等重要负载的不间断供电电源。直流系统是一个多分支供电网络，其常见的故障是一点接地。一点接地并不会影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并处理好，直流系统发生另一点接地故障时，就可能引起继电保护装置、信号回路、控制回路拒动或者误动，从而破坏电力系统的安全运行，甚至造成大范围的停电事故.为保障电力系统的安全运行，这就要求直流系统及其网络必须具有高可靠性.本文对引起直流系统接地的原因、直流接地的危害进行分析，并且提出找出直流接地的方法和处理方法，保证发电厂、变电站直流系统的安全运行。
关键词：直流接地、危害、故障分析、查找
直流系统简介
发电厂、变电站的二次设备均采用直流电源供电，直流供电设备连接到主控室直流配电屏的直流母线上，再由直流母线分别引出继电保护电源、控制电源、合闸电源、照明电源等。当220V直流系统正常运行时，正负母线对地是浮空的，对地电压分别为+110V和-110V。直流系统通常是采用浮充供电方式，此方式是将整流器和蓄电池并联共同工作。正常情况下由交流市电通过整流器和蓄电池向负载供电，经常处于充电状态，仅在冲击直流负载(如断路器合闸时)及交流电源发故障等情况下，改由蓄电池供电。浮充电源是一个理想的不间断电源，当电力系统发生事故时，能够保证控制信号、继电保护等设备可靠的工作（如图1-1）。
2、直流系统接地故障的原因以及危害
1）、直流系统接地故障的原因
发电厂和变电站的直流系统较复杂，分布范围较广、外露部分较多、控制及直流电缆多且较长。很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地（尤其是一些使用时间很长、已经老化的直流系统，更容易出现接地故障）。直流接地的主要原因有如下几个方面：。
⑴二次回路绝缘材料老化、某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。
⑵下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水侵入未密封严实的户外二次接线盒，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，绝缘降低，从而引发直流接地。
⑶小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路；某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件，掉落在带电回路上。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。
⑷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。
⑸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。⑹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。
⑺插件内元件损坏引起接地。插件电路正负极和地之间电子元器件绝缘损坏击穿时引起直流接地。
2）、直流接地危害
直流系统的接地故障可以分为正负两极，如果接地出现在正极，则属于正极接地故障。如果接地出现在负极，则属于负极接地故障。如果两极都出现了接地事故，则属于两极接地故障。不同的接地故障带来的危害也是不一样的。直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，也可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、或致使越级跳闸。
、直流正极接地：有使保护及自动装置误动的可能。正极两点接地故障最严重的危害是对电力保护设备以及自动设备的正常运转造成阻碍，发生误动现象。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通，若这些回路再发生一直接地，就可能引起误动作。如图2-1：
直流接地发生A、B两点时，将KK⑤⑧接点短接，导致合闸HC误动作合闸。A、C两点接地时，将KK⑥⑦接点短接，跳闸TQ误动作跳闸。A、D两点两点接地，保护装置误动作，同样都能造成开关误跳闸。同理，两点接地还可能造成误报信号。
、直流负极接地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为，跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。同时，直流回路短路电流会使电源保险熔断，保险熔断会失去保护及操作电源。如图所示：直流接地故障发生在B、E两点，HC线圈被短接，开关将不能合闸且保险将会熔断。C、F和C、D两点接地时，TQ线圈被短接，保护动作时及操作时开关拒跳。
通过以上简单的对直流接地造成危害分析，一点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并予以修复，又发生另一点接地故障，就可能引起信号回路、控制回路、继电保护等装置的误动作，从而破坏电力系统的安全运行，甚至造成大范围的停电事故。为保障电力系统的安全运行，这就要求直流系统及其网络必须具有高可靠性。
图2-1
3、直流系统接地故障的查找和注意事项：
1）、查找步骤及方法：
直流接地查找方法一般有：
a拉回路法（就是停掉该回路的直流电源）我们在工作中采用的方法；
b直流接地选线装置监测法（这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测,随时报告直流系统接地故障,并显示出接地回路编号。）；
c便携式直流接地故障定位装置故障定位法（该装置是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装置的特点是无需断开直流回路电源,可带电查找直流接地故障）
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几个分段。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，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。
查找直流接地故障的一般顺序和方法：a分清接地故障的极性。b如果二次回路有工作，应立即停止。c将直流系统分成几个不相联系的部分。d对于不太重要的直流负荷分路停电，查接地故障是否消失。e对于重要的直流负荷分路停电，查该分路有无接地故障。
查找直流系统接地故障，随时与调度并通过调度与各岗位联系，并由二人及以上配合进行，其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变化。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。通过断合开关或保险寻找，可将接地点限定在某个直流回路中，再通过解开电缆芯，将接地点限定相对较小范围之内；再通过如拔出插件等手段，可将接地点缩小在更小范围之内。经过这样层层分解、排除，最终将接地点定位于一段简单回路之中，再用万用表、摇表对回路中的每根接线进行对地绝缘测试，把接地点进一步限定在几根导线、某块插件或几个端子上，再仔细观察测试，找到接地点。
2）、查找接地故障时的注意事项：
a瞬停直流电源时，应经调度同意，时间要快，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。b为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。c防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸（严禁使用试灯、低内阻表计等查找直流接地）。d按图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错；所拆线头应做好记录和标记。e查找故障，必须二人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护。f防止保护误动作，必要时在顺断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。j利用瞬时停电的方法选择直流接地时，应按照下列顺序进行：先信号回路,事故照明回路,再操作回路,控制回路,保护回路，在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点，对直流母线，蓄电池，充电机等电源检查。h如果直流母线上所有负荷切除后故障仍不消失，则说明接地故障发生在直流电源部分（直流屏、蓄电池组、浮充电机、连结电缆等）。为了避免在查找故障过程中给负荷造成较长时间停电，引起更大事故发生，在一般情况下应先用一套具有足够容量的备用直流电源（如备用充电装置）给负荷供电，再将有故障的直流电源与外电路脱离来查找故障。i有时接地故障发生在主控信号回路中，在这种情况下，当拉开该回路时，中央信号失去电源，直流绝缘监察的声、光信号不能发出。这时，判断接地与否不能再利用声、光信号，而要用万用表或电压表的电压值变化来反映直流接地是否消失。
4、哪些部位容易发生接地
a控制电缆线芯细，机械强度小，一旦受到外力作用，极易造成损坏，特别是屏蔽线接地时，若施工时不小心，也会伤到电缆绝缘造成接地。b室外开关场电缆，其保护铁管中容易积水，时间长了造成接地。c变压器的瓦斯继电器接线处，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏接地。d有些光字牌或照明的灯座，若更换灯泡不当，也易造成灯座接地。e断路器的操作线圈，电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。f室外开关箱内端子排被雨水浸入，室内端子排因房屋漏雨或做清洁打湿，均能造成接地。j锅炉、输煤系统等工作环境较恶劣的地方，设备端子受潮或积有煤粉、灰尘等，由此造成绝缘降低引起接地。
5、结论
通过以上对直流接地故障危害，查找直流接地注意事项等分析，运行人员、维护人员及有关专业人员，平时要对注意电气直流系统绝缘进行检查，同时要熟练掌握查找直流接地这门技术，快速有效查到接地故障点，才能保障直流系统及其网络可靠安全运行。
参考文献
[1]《发电厂变电所电气部分》——重庆大学出版社.
[2]《直流设备检修》——中国电力出版社.
[3]《电力安全规程》——中国电力出版社.