浅谈如何避免电力系统直接接地造成的危害

1、电力系统直接接地概述

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。 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。

2、直流系统接地的危害

直流系统接地故障，不仅对设备不利，而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此，规程上规定直流接地达到下述情况时，应停止直流网络上的一切工作，并进行选择查找接地点，防止造成两点接地。

2.1正接地可能导致断路器误跳闸

直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。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。直流接地发生A、B两点时，将A、B接点短接，使2J1误动作跳闸。A、C两点接地时，A、C接点被短接，致2J2而误动作跳闸。A、D两点，F、D两点接地，同样都能造成开关误跳闸。同理，两点接地还可能造成误合闸，误报信号。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的跳闸（如图1所示）。

2.2负接地可能导致断路器的拒跳闸

当发生负接地时，断路器不会跳开，产生拒动，会使事故越级扩大。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，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断会失去保护及操作电源。如图1所示，直流接地故障发生在 B、E 两点，2J1线圈被短接，保护动作时2J1不能动作，开关将不能跳闸且保险将会熔断。D、E两点接地时，YI线圈被短接，保护动作时及操作时开关拒跳，同理，两点接地开关也可能合不上。

3、电力系统直接接地故障排除与预防

排除直流接地故障。首先要找到接地的位置，这就是我们常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。

3.1拉回路

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。

3.2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。缺点是该装置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。技术上它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。而且该装置必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。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。如果能有一种在监测点上不受限制，检测精度较高，选线准确的直流接地选线装置，应是一种较好的选择。

3.3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。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

3.4正确选择直流接地故障查找地装置

按现场的运行经验，从上面分布电容产生的对地容抗经验数据分析，选择直流接地故障查找地装置，一定要严格掌握两个重要指标，其一是装置抗分布电容干扰，（目前绝大多数生产厂家的设备都未列出该指标）。要求其抗分布电容干扰，对地分布电容系统总值应大于或等于80MF，回路的对地分布电容系统值应大于或等于8MF；其二是检测接地故障的对地阻抗值应大于或等于40kΩ。达不到上述两个指标的直流接地故障查找地装置，在现场应用中，对大部分的直流系统接地故障往往检测不出，更不用说用作定期巡检装置。

3.5科学进行接地故障处理

因直流接地故障常常随环境、气候的变化而变化，十分不稳定，造成难以查找的事故隐患，只要出现故障应立即查找。分清接地故障的极性，分析故障发生的原因。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。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，操作电源尽量用蓄电池带。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。对于重要的直流负荷，用转移负荷法，查该分路而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。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：断开现场临时工作电源；断合事故照明回路；断合同信电源；断合附属设备；断合充电回路；断合合闸回路；断合信号回路；断合操作回路；断合蓄电池回路；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。

3.6定期巡检直流系统的对地绝缘

要坚持定期对系统的对地绝缘情况进行巡查，防止出现“临时抱佛脚”的现象发生。利用精度较高的查找装置定期对各个直流回路进行检查，记下绝缘较差的直流回路，待气候渐湿时，再重点监测。目前已有部分电厂和变电站采用此法，并已开始建立这种经常性的工作（主要在500kV变电站和部分接地较多的30万kW以上发电机组）。■

参考文献

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