浅谈直流系统接地故障的危害和处理

温志豪

摘要：加强对蓄电池直流系统的运行维护和技术管理，保证直流系统的安全稳定运行和可靠性，是保证安全生产的一项不可忽视的重要因素和措施。本文就化工厂直流电源系统接地故障诊断技术方面作一些简要介绍，并对蓄电池直流系统的运行维护和防止事故的发生提出几点看法。

关键词：化工厂；直流系统；接地故障

随着化工工业的飞速发展，计算机、自动装置等各种新技术在化工系统的广泛应用和自动化程度的不断提高，作为电气设备和自动装置的控制、保护等用的操作电源——蓄电池直流系统，对保证电力系统设备安全的作用越来越显得重要，同时也越来越引起生产部门和有关技术人员的高度重视。加强对蓄电池直流系统的运行维护和技术管理，保证直流系统的安全稳定运行和可靠性，是保证化工厂安全生产的一项不可忽视的重要因素和措施。

1直流接地及其产生的原因

1.1直流接地的概念

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。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接地故障或有绝缘降低现象发生。

1.2直流接地的分类

直流电源系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下几种：

（1）按接地极性分为正接地和负接地；

（2）按接地种类可分为直接接地（亦称金属接地或全接地）和间接接地（亦称非金属接地）；

（3）按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低或称片接地。

1.3造成直流接地的原因

发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，其特点是：分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长。尘土、潮气的腐蚀，容易造成某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。造成直流接地的原因有以下方面：

（1）二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化；另外外力破坏如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等也会造成直流接地现象；

（2）二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘严重下降；

（3）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。

2直流接地的危害分析

2.1正接地可能导致断路器误跳闸

由于断路器跳闸线圈均接负极电源，故当发生正接地时可能导致断路器的跳闸。

2.2负接地可能导致断路器的拒跳闸

在选用KM中间继电器时，不仅要考虑到它的电压，而且还要考虑到它的功率。它的启动功率不能小于5W，防止出现误动现象。

3直流接地的查找方法

3.1拉路法

根据实际经验应该注意以下方面：

（1）分清接地故障的极性，分析故障发生的原因；

（2）若站内二次回路有工作，或有设备检修试验，应立即停止。拉开其工作电源，看信号是否消除；

（3）用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几个不相联系的部分。注意：不能使保护失去电源，操作电源尽量采用蓄电池带；

（4）对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬时停电”的方法，查该分路中所带回路有无接地故障；

（5）对于重要的直流负荷，用转移负荷法，查该分路所带回路有无接地故障。查找直流系统接地故障，后随时与调度联系，并由2人及以上配合进行，其中1人操作，1人监护并监视表计指示及信号的变化。

在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点，则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后，有环路的应先解环，再进一步采用取保险及拆端子的办法，直至找到故障点并消除。

拉路时，应该注意以下几点：

（1）瞬停直流电源时，应经调度同意，时间不应超过3s，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；

（2）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；

（3）尽量避免在高峰负荷时进行；

（4）防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸；

（5）按符合实际的图纸进行，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标记；

（6）使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000Ω/V；

（7）查找故障，必须2人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护；

（8）防止保护误动作，必要时在切断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。

3.2直流接地选线装置监测法

作为在线监测直流系统对地绝缘情况的装置，它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。缺点是只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位，技术上受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

3.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法

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，完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装置可将接地故障定位到具体的点，便于操作。从原理分析上看，所有产品的共同特点都是采用低频信号注入直流母线的检测方法。这类检测装置由于电容的影响，其功能、分辨率受到限制，有时会产生误报警和误动作。这里的电容主要是静态继电保护装置存在的大量抗干扰电容和电缆线路本身分布电容。由于每个发电厂和变电站的情况不同，其电容的容量也不一样。根据试验可推算出装机容量为200MW发电机组的直流系统的支路等效分布电容为2151～51uF。直流系统支路数越多线路越长，其等效分布电容越大。220kV～500kV变电站，直流系统对地等效分布电容可达几十微法。这么大的等效分布电容对于低频注入母线式检测装置的影响是很大的。

因此，应根据现场实际情况，总结经验，查找时保持思路清晰，选择恰当的查找方法，及时处理，这样直流系统就会更可靠，电网就会更安全。

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