直流系统接地故障分析及查找方法.docx

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直流系统接地故障分析及查找方法

直流系统接地故障分析及查找方法

在电力系统中直流系统是变电站、发电厂一个重要的组成部分，它是由蓄电池、充电机及其附属设备、馈线、事故照明等组成。

是供给继电保护、自动装置、控制回路、事故照明等设备的电源。

一旦直流系统发生故障，将会严重地危及到变电站、发电站的安全和经济运行。

而继电保护设备的安全稳定运行是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本也是最重要的技术手段。

没有

直流系统的可靠运行，保护设备的正常运行就成了问题。

由于直流系统的分支较多，涉及面广，绝缘水平很难保持很高，因而发生接地的机会较多，若不及时处理，后果十分严重。

直流系统发生一点接地时，要及时对其进行查找，防止两点接地情况的发生。

当正极接地时，有造成保护误动的可能，因为跳闸线圈接于负极，若回路中再发生接地或绝缘不良均会引起保护误动作，当保护回路有寄生回路时，保护误动的可能性更大；当负极接地时，若回路中再有一点接地，就可能造成直流回路发生短路，熔断器熔断或空气开关跳闸，使保护装置和跳闸回路失电后拒动，造成恶劣后果。

结合实际工作的一些经验现对直流系统接地故障类型、特点及原因进行分析，并介绍查找故障方法及注意事项，供大家参考。

直流系统接地故障类型及特点分析

一、无源型电阻性接地

1、电阻单点接地。

电阻性单点接地无论是金属性接地还是经过高电阻接地均会引起接地电阻的降低，当低于25k仙寸直流系统绝缘监察装置即会发出接地报警，并进行选择查找接地点，防止造成由于直流系统接地引起的误动、拒动。

2、多点经高阻接地。

当发生直流系统多点经高阻接地后，直流系统的总接地电阻逐步下降，当低于整定值时，才发生接地告警，从而出现多点接地现象。

如第一点80kQ接地，一般不会有告警，电压偏移也不多，第二点80kQ接地，并联后为40kQ,咼于绝缘监察设定的25kQ报警限值，一般也不会报警，但电压偏移会较大，在巡视、运行过程中要引起足够的重视，当第三点高阻接地发生后，如40kQ,则第三点并联后直流接地电阻为20kQ,这时必然会引起接地告警。

多点经高阻接地引起的接地告警，由于每条接地支路电阻均较高，直流拉路选择变化不明显，可能漏掉真正的接地支路，此时最好能检测出支路的接地电阻值，而不是接地电流的相对值或百分比，可判断接地状况。

3、多分支接地。

有关设备经过多次改造或施工不小心及图纸设计不合理等，都将

导致经多个电源点引来正电源或负电源去某个设备，当该设备发生接地时，即为多分支接地，比多点更麻烦，通过拉闸几乎不可能找出接地支路，因为断开任何一条支路，接地点还存在，对地电压也不会发生变化或变化较小，此时应在保证安全的基础上断开所有支路再逐条支路送出，来查找接地电阻，但风险较大。

二、有源接地

通过交流（如电压互感器或交流220V,其一端是接地的）电源引起的接地引起的接地称为有源接地，交流220V串入直流系统将引起接地故障，由于其电压较高，接地母线对地电压为300V左右，非接地母线对地电压高达约500V，而且功率很大，常常会烧损保护和控制设备，并引起保护误动。

交-直流串电接地，只需再有一点接地即可引起保护误动或拒动，这是最严重的故障现象，应引起特别关注，发生此类情况后立即进行查找。

三、非线性电阻接地

通过二次回路中半导体材料如二极管等发生的接地故障，其电阻

值随施加电压大小、方向而发生变化，其电阻值呈非线性特征，但只要发生了接地告警一般可相当于金属性单点接地较易查找。

四、受负荷电流干扰的接地

主要为蓄电池接地，主要由于电池电解液渗漏到地面引起的，要查找直流接地时应注意观察蓄电池的状况，防止发生由于蓄电池接地引起的接地。

直流系统接地故障的原因分析

直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多，另外由于施工质量原因造成的直流绝缘降低或经高阻抗接地也较多。

所以，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。

分析直流接地的原因有如下几个方面:

1、二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低；施工质量合格，电缆存在划伤、刻痕情况或运行时间较长，出现老化现象，或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

2、二次回路及设备严重污秽和受潮、端子箱进水，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；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。

4、蓄电池本体漏液或有接地现象。

直流系统接地故障的查找方法

在查找直流接地时要注意一下几点：

1、禁止使用灯泡进行查找，应使用高内阻（不低于2000Q

/V）万用表，切记使用时要注意万用表的档位，不可随便使用欧姆档。

2、在直流系统发生接地时，禁止在二次回路上工作，以免造成两点接地，弓I起不良后果。

3、在查找直流接地的过程中，要做好措施认真仔细，不得造成短路或另一点接地。

4、查找时，必须两人进行，并防止由于拉路可能造成的保护装置误动。

查找直流接地故障原则：

根据运行方式、操作情况、气候影响进行判断可能接地的处所，采取拉路查找处理的方法，先信号和照明部分

后操作部分，先室外部分后室内部分。

一、拉路法

查找时按以下步骤进行查找：

①根据接地的极性，分析故障可能发生的原因、大概位置。

②若站内二次回路上有工作，或有设备检修试验，应立即停止，看信号是否消除。

③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。

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（即将发生接地的系统各个回路逐回短时切换到另一电压相同的正常直流回路中，观察接地现象是否随

着转移，以判断该回是否接地），查该分路内各回路有无接地故障。

查找直流系统接地故障，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。

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：

①断开现

场临时工作电源；②断合事故照明回路；③断合同信电源；④断合附属设备；⑤断合充电回路；⑥断合合闸回路；⑦断合信号回路；⑧断合操作回路；⑨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。

二、采用直流接地查找仪

直流接地查找仪原理是：

信号发生器从系统采样正、负、地电压,电阻信号，CPU判断是否正常。

若正常则显示正常，不对系统注入任何信号。

若不正常，判断是正接地或负接地，如果是正接地就在正与地之间加入1个微弱电流信号，如果是负接地，就在负与地之间加入1个微弱电流信号。

例：

采用直流接地查找仪对我公司龙岗山110KV变电站进行接地查找。

在查找中发现龙岗山110Kv变电站是由于多点经高阻接地引起的接地电阻下降，主要原因是施工质量不良，电缆存在划伤、刻痕情况，在潮湿环境时引起的直流接地。

下面以某公司生产的SC-2000B型的直流接地查找仪为例对各种可能出现的接地情况的查找方法进行叙述。

首先将发生器夹在母排上或故障支路上。

故障定位（采用树状方法）：

首先判断支路是否存在接地，可用钳子夹整扎、双根、单根，若出现接地波形判断有接地的支路。

沿该支路树状向下查找：

在该支路下查找小分支，直至哪一条线。

已知

哪一条线要定位，往下钳，若有接地波形或报接地，说明故障点在后面，若钳到末端没有，故障点在有和没有接地波形之间，逐步缩小范围来定位。

如果该线一直钳表末端都有，说明故障点在终端设备。

若分支都没有，就查母排和固定绝缘监测装置和告警继电器部分。

以上

都没有就查蓄电池即可。

1、查找单点接地故障。

如图1所示

单点接地较为简单、可根据录波的变化判断有无接地，故障点也能迅速查找

2、查找多点接地故障。

如图2所示

多点接地时，接地电阻小的故障点波形幅度大，先排除接地强的。

若接地电阻相差不大，则同时显示。

图2中A1、A2有接地波形，

A3无，则接地点RX1在A2和A3之间，B1、B2、B3有接地波形

或有接地电流B4无接地波形，接地点在RX2与B3与B4之间。

3、交流串直流接地。

如图3

发生交流串直流接地时，接地点对地阻抗变小，利用接地点对地阻抗形成通路，定位方法同普通定位方法一样。

利用波形观察，矩形波中有一条条细竖条，表示为交流串直流接地。

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4、电容负载接地（见图4）。

电容负载接地，必须使用波形功能，因有瞬间电流，用电流功能必然引起误判。

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5、注意事项：

（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查找。

（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记。

（6）使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000Q/。

（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，必要时在瞬间断开操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。

三、采用万用表电压测量法

用万用表DC1000V档测量控制母线KM正负对地电压。

正极接地时，负极对地电压为220v；负极接地时，正极对地电压为220v，据此判断出接地极性。

例：

采用万用表电压测量法对我公司丁村坝110Kv发电厂进行接地查找，为了叙述方便，现假定为负极接地。

1、判断接地点在合闸回路还是控制回路

用万用表测直流屏上＋KM对地电压为220v，瞬时切除合闸电源总开关，如果电压值下降很多甚至为Ov,就说明接地点在合闸回路。

应对6.3KV或35KV的合闸回路、事故照明用同样方法进行检查、判断。

如果测量电压值仍为22Ov,说明接地点在控制回路中,应进一步区分接地点是在直流屏（包括蓄电池）还是负荷回路。

用万用表测直流屏浮充机整流输出的正对地电压为220v，瞬时断开控制电源总开关，如所测电压明显下降或为0v，说明接地点在控制母线回路；如所测电压值无变化,说明接地点在直流屏,就应对屏内设备及蓄电池组做仔细检查。

接地点若在控制母线回路,应先判断是在控制回路还是信号回路,再判断是中控室还是主厂房。

测控制母线＋KM对地电压,瞬时拉开至信号母线XM的开关DK，如电压值明显降低甚至为0v，说明接地点在信号回路，可通过电压测定法,瞬时拔出各信号单元保险来查找。

如所测电压值无变化,说明接地点在控制回路。

测直流屏控制母线＋KM对地电压,瞬时断开至主厂房的控制电源总开关DK，如所测电压值无变化，说明接地点在中控室范围内;

如电压值明显降低甚至为0v，说明接地点在主厂房范围内

控制电源引入主厂房公用屏后，送至每台机组的自动化屏，通过自动化屏的端子分别送至调速器、励磁柜、油压装置等设备。

弄清了主厂房直流分布情况之后，应判断接地点在哪台机组。

方法是：

先测公用屏控制电源线＋KM对地电压为220v，瞬时断开至每台机组的自动化屏的－KM端子时，如发现测量电压明显下降甚至为0v，接地点就在该台机组范围内。

再测自动化屏上控制电源进线＋KM对地电源，瞬时解除至调速器、励磁柜、油压装置、水泵电机控制等设备的－KM端子，根据测量值的变化判断接地点是否发生在这一部分设备。

按照以上介绍的检查方法和顺序，逐步缩小查找故障范围，最终查出接地点。

2、检修注意事项

检修过程首先应特别注意：

查找直流一极接地故障时，切勿引起另一点接地，以防引起继电保护、自动装置的误动或拒动，甚至引起短路烧直流保险。

其次应注意拆除各端子、各开关时间应尽可能短。

再次应注意运用绝缘监察装置的测量转换开关测正、负对地电压时可能有误，主要是转换开关内部的正、负极接点与接地接点误接通，会造成误发接地信号。

最后应注意如果是直流系统绝缘严重破坏，但并未完全接地，所测极对地电压应低于220v合闸回路应低于250v，此时就应根据切除某部分负荷时，观察所测电压值是否下降较多来判断绝缘损坏严重处。

以上是我对直流系统接地的一些认识和处理方法，在日常的维护工作中，我们会遇到各种各样的直流接地情况，只要我们认真查找，

及时处理，直流系统就会更可靠，电网就会更安全。