發(fā)電廠(chǎng)、變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng)，它是一個(gè)獨(dú)立的電源，不受發(fā)電機(jī)、廠(chǎng)用電、站用變以及系統(tǒng)運(yùn)行方式改變的影響，為電力系統(tǒng)的控制回路、信號(hào)回路、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及事照明等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源，它還為斷路器的分、合閘提供操作電源。由于分支網(wǎng)絡(luò)多、所接設(shè)備多等因素構(gòu)成了龐大而復(fù)雜的直流電源網(wǎng)絡(luò)，分為主母線(xiàn)、小母線(xiàn)、層層分布，回路復(fù)雜、單線(xiàn)交錯(cuò)、雙線(xiàn)交錯(cuò)，客觀(guān)上增加了查找直流接地故障的難度。由于直流電源在二次系統(tǒng)所處的重要地位，直流系統(tǒng)自身的可靠及安全直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全，盡管直流電源十分穩(wěn)定可靠，但實(shí)際應(yīng)用中，由于電力系統(tǒng)應(yīng)用直流電源的特殊性，特別是控制回路和保護(hù)回路的應(yīng)用，使直流系統(tǒng)的故障成為電力系統(tǒng)更大故障的事故隱患，這就是我們常說(shuō)的直流系統(tǒng)接地故障危害。

　　直流系統(tǒng)接地應(yīng)包括直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地和直流系統(tǒng)兩點(diǎn)接地兩種情況。在直流系統(tǒng)中，直流正、負(fù)極對(duì)地是絕緣的，在發(fā)生一極接地時(shí)由于沒(méi)有構(gòu)成接地電流的通路而不引起任何危害，但一極接地長(zhǎng)期工作是不允許的，因?yàn)樵谕粯O的另一地點(diǎn)又發(fā)生接地時(shí)，就可能造成信號(hào)裝置、繼電保護(hù)或控制回路的不正確動(dòng)作。發(fā)生一點(diǎn)接地后再發(fā)生另一極接地就將造成直流短路。如直流正極接地有造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作的可能。因?yàn)橐话闾l線(xiàn)圈(如出口中間繼電器線(xiàn)圈和跳、合閘線(xiàn)圈等)均接負(fù)極電源，若這些回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會(huì)引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作。直流負(fù)極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點(diǎn)接地就可能造成繼電保護(hù)拒絕動(dòng)作，使事故越級(jí)擴(kuò)大。兩極兩點(diǎn)同時(shí)接地將跳閘或合閘回路短路，不僅可能使熔斷器熔斷，還可能燒壞繼電器的接點(diǎn)。在變電站日常運(yùn)行維護(hù)和異常處理工作中，最復(fù)雜的就是直流系統(tǒng)接地的查找與處理。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)不會(huì)造成影響，不及時(shí)處理查找，出現(xiàn)兩點(diǎn)接地后，就可能發(fā)生短路、裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)等嚴(yán)重后果。

　　一、關(guān)于直流系統(tǒng)接地

　　1、什么叫直流系統(tǒng)接地?

　　由于直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負(fù)極。交流電源是無(wú)極性電源，電力系統(tǒng)交流電源有一個(gè)真正的“地”，這個(gè)地也是電力系統(tǒng)安全的一個(gè)重要概念。為了系統(tǒng)安全，變電站、發(fā)電廠(chǎng)所有設(shè)備的外殼都會(huì)牢牢的接在這個(gè)“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流電源的“地”對(duì)直流電路來(lái)講僅僅是個(gè)中性點(diǎn)的概念，這個(gè)地與交流的“大地”是截然不同的。 如果直流電源系統(tǒng)正極或負(fù)極對(duì)地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，這時(shí)我們稱(chēng)該直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障。

　　2、直流系統(tǒng)為什么會(huì)接地?

　　直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷工作長(zhǎng)期帶電的系統(tǒng)，發(fā)電廠(chǎng)、變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，負(fù)荷涉及面廣，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于環(huán)境的改變、氣候的變化、污染、高溫、電纜以及接頭的老化，元件損壞、設(shè)備本身的問(wèn)題等等引起絕緣水平下降，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在發(fā)電廠(chǎng)、變電站建設(shè)施工中或擴(kuò)建過(guò)程中，由于施工及安裝的種種問(wèn)題，難以避免的會(huì)遺留電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。投運(yùn)時(shí)間越長(zhǎng)的系統(tǒng)接地故障的概率越大。

　　3、造成變電站直流系統(tǒng)接地的幾種原因

　　1)雷雨季節(jié)，室外端子箱或機(jī)構(gòu)箱內(nèi)潮濕積水導(dǎo)致直流二次回路中的正電源或負(fù)電源對(duì)地絕緣電阻下降，嚴(yán)重者可能到零，從而形成接地。

　　2)部分型號(hào)手車(chē)開(kāi)關(guān)的可動(dòng)部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施，手車(chē)來(lái)回移動(dòng)導(dǎo)致其中導(dǎo)線(xiàn)破損，從而使直流回路與開(kāi)關(guān)金屬部分相接觸，從而導(dǎo)致接地。

　　3)部分直流系統(tǒng)已運(yùn)行多年，二次設(shè)備絕緣老化、破損，極易出現(xiàn)接地現(xiàn)象。

　　4)因施工工藝不嚴(yán)格，造成直流回路出現(xiàn)裸線(xiàn)、線(xiàn)頭接觸柜體等，引起接地。

　　4、直流系統(tǒng)接地的危害

　　(1)接地分類(lèi):由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接比較復(fù)雜，其接地情況歸納起來(lái)有以下幾種：按接地極性分為正接地和負(fù)接地;按接地種類(lèi)可分為直接接地，亦稱(chēng)金屬接地或全接地和間接接地，亦稱(chēng)非金屬接地或半接地;按接地的情況可分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、環(huán)路接地和絕緣降低或稱(chēng)片接地。

　　(2)正接地可能導(dǎo)致斷路器誤跳閘

　　由于斷路器跳閘線(xiàn)圈均接負(fù)極電源，故當(dāng)發(fā)生正接地時(shí)可能導(dǎo)致斷路的跳閘，如圖所示，當(dāng)圖中的A點(diǎn)和B點(diǎn)同時(shí)接地，相當(dāng)時(shí)A、B兩點(diǎn)通過(guò)大地連起來(lái)，中間繼電器2J1必然動(dòng)作造成斷路器的跳閘。同理，當(dāng)圖中的A點(diǎn)和C點(diǎn)同時(shí)接地，和圖中的A點(diǎn)、D點(diǎn)同時(shí)接地均可能造成斷路的跳閘。

　　(3)負(fù)接地可能導(dǎo)致斷路器的拒跳閘:如圖所示，如圖所示，當(dāng)圖中的B點(diǎn)，正點(diǎn)同時(shí)接地，B、E點(diǎn)通過(guò)地構(gòu)成了回路，即B、E點(diǎn)相接將中間繼電器2J1短接，此時(shí)，如果系統(tǒng)發(fā)生事故，保護(hù)動(dòng)作由于中間繼電器2J1被短接，2J1不工作，斷路器不會(huì)動(dòng)作，產(chǎn)生拒動(dòng)現(xiàn)象，使事故越級(jí)擴(kuò)大。同理，當(dāng)圖中的E點(diǎn)和C點(diǎn)同時(shí)接地和圖中的E點(diǎn)和D點(diǎn)同時(shí)接地均可能生成斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象。

　　從以上分析看出，直流系統(tǒng)如果僅僅是一點(diǎn)接地，對(duì)二次回路不會(huì)造成事故，如果有兩點(diǎn)接地，就可能發(fā)生斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)。就動(dòng)作的實(shí)際情況看，當(dāng)直流系統(tǒng)監(jiān)測(cè)回路發(fā)出預(yù)告信號(hào)報(bào)警，顯示該系統(tǒng)接地，可以斷定，直流系統(tǒng)的接地故障已經(jīng)造成了斷路器可能發(fā)生誤跳或拒跳的事故隱患，應(yīng)立即排除。

　　5、怎樣查找、排除直流系統(tǒng)接地故障

　　排除直流接地故障。首先要找到接地的位置，這就是我們常說(shuō)的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個(gè)點(diǎn)，可能是多個(gè)點(diǎn)，或者是一個(gè)片，真正通過(guò)一個(gè)金屬點(diǎn)去接地的情況是比較少見(jiàn)的。更多的會(huì)由于空氣潮濕，塵土粘貼，電纜破損，或設(shè)備某部分的絕緣降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境變化而變化。因此在現(xiàn)場(chǎng)查找直流接地是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題。

　　二、發(fā)生直流接地的原因

　　1、外部因素

　　直流回路在運(yùn)行中常常受到多種不利因素的影響，如雨天或霧天可能導(dǎo)致室外的直流系統(tǒng)接地或絕緣降低引發(fā)直流接地。直流電纜受到外力擠壓、直流系統(tǒng)絕緣老化可引起接地，電纜穿管進(jìn)水導(dǎo)致冬季電纜凍斷造成接地等。

　　2、內(nèi)部因素

　　因設(shè)計(jì)上或人員失誤造成的接地。如在帶電二次回路上工作將直流電源誤碰設(shè)備外殼;在電纜溝施工將控制電纜損傷造成接地;室外外部控制設(shè)備未加防雨罩、二次回路漏接線(xiàn)頭、誤將控制電纜外皮絕緣損傷，施工時(shí)交直流混用同一電纜引發(fā)直流接地等都為直流接地留下隱患。此時(shí)接地信號(hào)不一定立即發(fā)出，但具備一定外部條件如潮濕或操作設(shè)備時(shí)就可能引起直流接地。

　　三、發(fā)電廠(chǎng)微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的功能作用

　　1.微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)被測(cè)直流系統(tǒng)母線(xiàn)電壓低于電壓下限或高于電壓上限時(shí)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　2)被測(cè)系統(tǒng)正、負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻低于整定值時(shí)年發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　3)能分別測(cè)出并數(shù)字顯示直流系統(tǒng)正、負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地電壓值和絕緣電阻值。

　　4)當(dāng)母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻值降低時(shí)，發(fā)信號(hào)，并自動(dòng)投入頻率為15～25HZ，幅值為7～8V的正弦波信號(hào)源，自動(dòng)巡查各支路阻抗和容抗的情況。

　　5)在系統(tǒng)中存在較大分布電容的情況下仍能保證電阻顯示精度。

　　2.發(fā)電廠(chǎng)微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置工作原理分為兩部分：

　　1)常規(guī)監(jiān)測(cè)部分

　　用兩個(gè)變化的分壓器取出正對(duì)地電壓和負(fù)對(duì)地電壓，送A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微機(jī)處理和數(shù)字計(jì)算后，數(shù)字顯示電壓值和母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻值，監(jiān)測(cè)無(wú)死區(qū)，當(dāng)電壓過(guò)高、過(guò)低或電阻過(guò)低時(shí)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。只有連續(xù)兩次發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)的直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)超出整定值時(shí)才發(fā)報(bào)警信號(hào);當(dāng)直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常時(shí).只需一次檢測(cè)即可消除報(bào)警信號(hào)。

　　2)接地支路巡查部分

　　當(dāng)發(fā)出直流母線(xiàn)絕緣下降報(bào)警信號(hào)時(shí)，裝置將自動(dòng)進(jìn)人檢測(cè)各分支路絕緣的運(yùn)行狀態(tài)。用一極低頻率的信號(hào)源對(duì)地饋入直流系統(tǒng)，用一小電流互感器同時(shí)穿套在各支路的正、負(fù)出線(xiàn)上，由于通過(guò)互感器直流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，所以不反應(yīng)直流部分的信號(hào)。而發(fā)送在正、負(fù)出線(xiàn)上的交流信號(hào)幅值相等，方向相同，在互感器二次側(cè)就可反應(yīng)出正、負(fù)極對(duì)地電阻和分布電容的泄漏電流矢量和，然后將阻性和容性區(qū)分開(kāi)來(lái)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器送微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后數(shù)字顯示支路號(hào)和對(duì)應(yīng)的電阻值，并且自動(dòng)將絕緣降低的支路號(hào)和絕緣參數(shù)記錄下來(lái)。當(dāng)直流系統(tǒng)各支路巡檢完畢后，將自動(dòng)退出支路檢測(cè)狀態(tài)，返回到檢測(cè)直流母線(xiàn)的絕緣狀態(tài)。同時(shí)，每檢測(cè)一次直流母線(xiàn)的絕緣狀態(tài)，都將重復(fù)顯示一次故障支路號(hào)和故障參數(shù)，直至將故障排除。其具有監(jiān)測(cè)直流母線(xiàn)的瞬間接地功能，即當(dāng)直流母線(xiàn)的正極或者負(fù)極對(duì)地出現(xiàn)瞬間接地時(shí)，能發(fā)出瞬間接地信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后該信號(hào)能夠自動(dòng)復(fù)歸。

　　根據(jù)以上優(yōu)點(diǎn)，在變電站中將所有控制保護(hù)回路接在獨(dú)立的直流饋線(xiàn)屏，并在饋線(xiàn)屏上裝設(shè)微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)儀來(lái)監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)電壓、絕緣和各分支路的絕緣及分布電容狀況。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，根據(jù)提供的接地支路采用手動(dòng)拉路和拆接線(xiàn)端子的方法可快速查除接地點(diǎn)。3.采用微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的幾點(diǎn)不足之處

　　出現(xiàn)下列情況(直流母線(xiàn)接地;接地支路未穿套互感器;系統(tǒng)絕緣等值下降)時(shí)，裝置發(fā)出直流系統(tǒng)絕緣降低信號(hào)，但不能查出接地支路，此時(shí)只能采用拉路法進(jìn)行查找。

　　當(dāng)所接地的電纜過(guò)長(zhǎng)時(shí)，有可能出現(xiàn)誤報(bào)多條回路接地。

　　當(dāng)兩條220伏直流母線(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，須退出一套裝置，使部分支路失去巡查功能，但母線(xiàn)接地時(shí)任能夠可靠發(fā)現(xiàn)。

　　四、接地查找

　　1、我們從以上的直流接地危害中，可以看出無(wú)論是正極接地還是負(fù)極接地，只要有一個(gè)接地，即對(duì)地構(gòu)成了新的接地回路就要求迅速排除，否則一旦出現(xiàn)二點(diǎn)或多點(diǎn)接地就會(huì)發(fā)生故障，乃至發(fā)生事故。從目前現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中的情況和經(jīng)驗(yàn)所得，大致有以下幾種方法。

　　1)拉路法：這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個(gè)簡(jiǎn)單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時(shí)間應(yīng)小于三秒，直流接地回路一旦從直流系統(tǒng)中脫離運(yùn)行，直流母線(xiàn)的正負(fù)極對(duì)地電壓就會(huì)出現(xiàn)平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，確定直流接地點(diǎn)是否發(fā)生在該回路。一般先從信號(hào)回路，照明回路，再操作回路，保護(hù)回路等等。直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷電源，基于它的特殊性，人們不能隨意停電。近年來(lái)隨計(jì)算機(jī)的大量使用，微機(jī)保護(hù)同樣也不允許人們隨意斷開(kāi)直流電源。由于二次系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，大部分的廠(chǎng)站由于施工或擴(kuò)建中遺留的種種問(wèn)題，使信號(hào)回路與控制回路和保護(hù)回路已沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的區(qū)分，現(xiàn)場(chǎng)排除故障中，經(jīng)常發(fā)生非正常的閉環(huán)回路，采用雙電源供電回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線(xiàn)存在不確定性，往往令在拉回路的過(guò)程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機(jī)保護(hù)的大量應(yīng)用，微機(jī)保護(hù)由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)行特性也不允許隨意斷電。2001年10月，廣西電力局中心調(diào)度所繼?？瓢l(fā)文，明令禁止“拉回路”查找直流接地。

　　“拉回路”可能導(dǎo)致控制回路和保護(hù)回路重大事故發(fā)生。

　　2)直流接地選線(xiàn)裝置監(jiān)測(cè)法

　　目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了眾多廠(chǎng)家的直流接地選線(xiàn)裝置。一般以“信號(hào)注入法”、“霍爾傳感器監(jiān)測(cè)法”、“磁飽和監(jiān)測(cè)法”三種原理設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，大致情況是在直流的各分支回路上安裝一個(gè)穿心式的電流互感器，各互感器感應(yīng)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)直流接地選線(xiàn)裝置分析判斷，確定直流接地的分支回路，其安裝在支路回路上的傳感器編號(hào)和接地檢測(cè)儀顯示部分回路對(duì)應(yīng)編號(hào)。這是一種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣情況的裝置。其優(yōu)點(diǎn)是能在線(xiàn)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各分支回路的接地狀態(tài)，隨時(shí)報(bào)告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號(hào)。缺點(diǎn)是該裝置只能監(jiān)測(cè)直流回路接地的具體接地回路或支路，但對(duì)具體的接地點(diǎn)無(wú)法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝數(shù)量的限制，很難將接地故障縮小到一個(gè)小的范圍。而且該裝置必須進(jìn)行施工安裝，對(duì)舊系統(tǒng)的改造很不便。此類(lèi)裝置還普遍存在檢測(cè)精度不高，抗分布電容干擾差，誤報(bào)較多的問(wèn)題。如果能有一種在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上不受限制，檢測(cè)精度較高，選線(xiàn)準(zhǔn)確的直流接地選線(xiàn)裝置，應(yīng)是一種較好的選擇。如“全自動(dòng)的逐路測(cè)試法”，如果儀器測(cè)量是準(zhǔn)確性很高的話(huà)，是一種不可能缺少的自動(dòng)化設(shè)備。

　　3)便攜式儀器查找定位方法

　　使用便攜式的直流接地故障查找儀(在這推薦PDF1000A直流接地系統(tǒng)故障測(cè)試儀)，查找直流接地不失為一種好方法，作為拉回路法的輔助測(cè)試儀，對(duì)接地故障的排除在時(shí)間上和安全上都是好幫手。其特點(diǎn)是無(wú)需斷開(kāi)直流回路電源，可帶電查找直流接地故障。移動(dòng)式的采集互感器在各分布回路上測(cè)量。完全可以避免再用“拉回路”的方法，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。如果出現(xiàn)接地回路就報(bào)警。

　　這種設(shè)備在使用上是十分科學(xué)的。在原理上基本和在線(xiàn)裝置的信號(hào)注入法原理相似。由于其采集傳感器可以任意移動(dòng)，利用其移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)還可以更具體地查找到各接地點(diǎn)。但由于目前產(chǎn)品和各直流系統(tǒng)的兼容性和抗干擾能力差的因素，誤報(bào)率十分高，并沒(méi)有大量采用和全面推廣，僅為查找時(shí)作為參考使用。

　　2、接地查找的原則

　　1)發(fā)生接地后，微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出“直流接地”信號(hào)，當(dāng)看到“直流接地”信號(hào)時(shí)，首先應(yīng)了解現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)造成接地的工作，然后檢查微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)儀的指示情況，根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)判斷接地極和接地支路，然后分段查找。對(duì)于不能由微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)的接在直流母線(xiàn)上次要支路，如事故照明、試驗(yàn)電源可用拉路法進(jìn)行查找。查找接地時(shí)要根據(jù)當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行方式、倒閘操作情況、氣候影響判斷接地點(diǎn)的位置，應(yīng)盡量一步到位，縮短查找時(shí)間。當(dāng)判斷不出接地點(diǎn)時(shí)要進(jìn)行拉路。

　　對(duì)變電站的設(shè)備講，室外設(shè)備發(fā)生直流接地的幾率非常大，幾乎占總數(shù)的80%以上。開(kāi)關(guān)端子箱、地刀閘機(jī)構(gòu)、密度繼電器、儲(chǔ)壓筒壓力監(jiān)視器若密封不嚴(yán)或關(guān)閉，容易發(fā)生直流接地;變壓器、電抗器的溫度計(jì)絕緣下降或密封不良容易接地;外部緊急跳閘按鈕等設(shè)備由于下雨滲水很容易產(chǎn)生直流接地，所以外部緊急跳閘按鈕需加防護(hù)罩，達(dá)到防雨又防止誤碰的作用。在直流接地的查找過(guò)程中，萬(wàn)用表時(shí)必不可少的主要工具，用萬(wàn)用表測(cè)直流回流對(duì)地電壓時(shí)要選好檔位和量程，并保證接地點(diǎn)接地良好。對(duì)于220伏直流系統(tǒng)，正常時(shí)正、負(fù)極地電壓為110 V左右，若某一極100%接地時(shí)對(duì)地電壓降為為零，而另一極對(duì)地電壓則變?yōu)?20 V。某一極不完全接地時(shí)則該極的對(duì)地電壓在0-110V之間。非完全接地的情況，在可靠斷開(kāi)直流保險(xiǎn)后可用搖表進(jìn)行搖測(cè)。

　　2)用拆端子法查具體接地點(diǎn)

　　當(dāng)確認(rèn)某一支路接地時(shí)，不能僅用分別拉保險(xiǎn)來(lái)判斷，有時(shí)一極接地取下該極直流保險(xiǎn)后立即變成另一極接地，這是由于正負(fù)電源之間通過(guò)繼電器或電阻等元件相連所致。最直接有效的方法是帶電拆端子法，即將連接在一起的帶電各部分逐一甩開(kāi)，看接地是否消失。拆端子法應(yīng)選準(zhǔn)地點(diǎn)，而且要有專(zhuān)業(yè)人員配合，一般情況下，常見(jiàn)的發(fā)生接地的部位是基本一致的，拆端子之前應(yīng)對(duì)照?qǐng)D紙仔細(xì)分析，確定一下大致范圍。要本著先主干后分支，先信號(hào)后控制的原則，一級(jí)一級(jí)地查找，現(xiàn)舉例如下。

　　a.微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出“瞬時(shí)接地”信號(hào)，裝置顯示正對(duì)地電壓Up:8V，負(fù)對(duì)地電壓Un：218V，母線(xiàn)正對(duì)地電阻Rp：0.5千歐，接地支路巡查為支路6，即豐合線(xiàn)1路控制直流，接地支路Rf6：0.5千歐。經(jīng)分析判斷初步定為SF6壓力監(jiān)視、儲(chǔ)壓筒壓力監(jiān)視、電機(jī)打壓超時(shí)回路等共10條分支路中有接地，在采用拆端子法，準(zhǔn)備先逐個(gè)斷開(kāi)豐合線(xiàn)操作繼電器屏上的信號(hào)回路120、122、124、126、128號(hào)端子(帶正電)，若沒(méi)有再斷開(kāi)閉鎖回路的114、116、118號(hào)端子。在斷開(kāi)122號(hào)端子時(shí)，接地消失，用表記測(cè)量正負(fù)極對(duì)地電壓均恢復(fù)正常，微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置巡檢后接地消失正常。后檢查為儲(chǔ)壓筒漏氮監(jiān)視器進(jìn)水，造成接點(diǎn)正極接地。

　　b.停電檢修，在開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)手動(dòng)合閘時(shí)發(fā)現(xiàn)有“直流瞬時(shí)接地”信號(hào)發(fā)出，微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置確定正極80%接地，但不久后消失，再次傳動(dòng)又發(fā)生該現(xiàn)象，用拆端子法確認(rèn)為開(kāi)關(guān)端子箱內(nèi)有接地，但現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)，拉開(kāi)直流后用1000V搖表?yè)u絕緣發(fā)現(xiàn)有放電聲音，檢查發(fā)現(xiàn)合閘回路有一隱蔽的廢線(xiàn)頭與端子箱外殼似碰非碰，將此線(xiàn)頭拆除后接地消失。

　　c.某一日微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出接地信號(hào)，確定正極100%接地，并檢測(cè)為500千伏I母電壓互感器支路，拆端子未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最后在I母接地器機(jī)構(gòu)的電纜中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，原來(lái)該電纜為交流直流混用，絕緣擊穿后造成直流正極串入交流N，更換電纜后恢復(fù)正常。

　　拆端子法查接地具有一定的專(zhuān)業(yè)性，較難掌握，需要有較高的技術(shù)業(yè)務(wù)水平，因設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，弄不好會(huì)造成再次接地，觸電、短路以致于保護(hù)誤動(dòng)。如96年8月19日，某站220伏直流發(fā)出“I母接地”信號(hào)當(dāng)時(shí)無(wú)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置，只能靠拉路尋找接地，在拉開(kāi)1號(hào)主變公共側(cè)電源時(shí)，由于1號(hào)主變直流接線(xiàn)混亂，有穿插現(xiàn)象，運(yùn)行人員未考慮周全未退出主變低阻抗保護(hù)，結(jié)果造成主變跳閘的事故。

　　某些條件下，發(fā)生直流接地時(shí)可能產(chǎn)生一些設(shè)備誤發(fā)信號(hào)現(xiàn)象，這也可作為接地的判斷依據(jù)。如某站在2001年2月份發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變發(fā)出“溫度”信號(hào)，同時(shí)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出“直流接地”信號(hào)，當(dāng)時(shí)負(fù)荷不大，現(xiàn)場(chǎng)檢查主變本體油溫度不高，認(rèn)定是電阻溫度計(jì)發(fā)生正極接地，導(dǎo)致溫度重動(dòng)繼電器動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，解開(kāi)主變端子箱內(nèi)198號(hào)端子后，接地消失。

　　3)多點(diǎn)接地

　　如果直流系統(tǒng)存在多點(diǎn)非金屬性接地，微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置可將所有接地支路找出。如果在這些接地點(diǎn)中存在一個(gè)或一個(gè)以上的金屬性接地，微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置只能尋找距離該裝置最近的一條金屬性接地支路。這是因?yàn)樾盘?hào)源發(fā)射的信號(hào)波已被這條支路短路，其它的非金屬性接地點(diǎn)和離該儀器較遠(yuǎn)的金屬接地不再有信號(hào)波通過(guò)，故其他接地點(diǎn)是查不出來(lái)的，只有先將最近的一條金屬性接地支路故障排除后，才能依次尋找第二條最近的金屬性接地點(diǎn)，依此類(lèi)推，直至將所有接地支路找出。

　　對(duì)于兩點(diǎn)及多點(diǎn)接地，需同時(shí)斷開(kāi)兩路或幾路直流回路，接地才能消失。要注意斷開(kāi)每一路接地點(diǎn)時(shí)，觀(guān)察直流電壓恢復(fù)升高的情況，從而將接地點(diǎn)一路一路的消除。

　　拉路時(shí)，本著先室外后室內(nèi)的原則，在切斷各專(zhuān)用直流回路時(shí)，切斷時(shí)間不得超過(guò)3S，此時(shí)不論回路接地與否均應(yīng)合上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一專(zhuān)用回路接地時(shí)，應(yīng)分別取下各支路保險(xiǎn)。

　　3.查接地注意事項(xiàng)

　　1)做好異常處理準(zhǔn)備

　　拉路時(shí)應(yīng)事異常處理的準(zhǔn)備工作，如某站2號(hào)主變冷卻器控制直流取自整流型保護(hù)直流，在整流型保護(hù)直流消失時(shí)將造成主變冷卻器全停，故拉路前必須準(zhǔn)備充分，一旦冷卻器全停要手動(dòng)投入。

　　2)防止保護(hù)誤動(dòng)

　　一般的保護(hù)裝置出于反措的要求一般都有防止直流電源消失保護(hù)誤動(dòng)的措施，對(duì)重要設(shè)備事先要采取措施如申請(qǐng)調(diào)度斷開(kāi)保護(hù)跳閘壓板，退出高頻保護(hù)等。某站1號(hào)主變低阻抗保護(hù)誤動(dòng)造成事故就是一次接地查找時(shí)因?yàn)闆](méi)斷開(kāi)保護(hù)跳閘壓板就拉直流所致。

　　4.人工故障排除方法

　　變電站的直流接地雖然是復(fù)雜的，無(wú)論是常規(guī)保護(hù)還是微機(jī)保護(hù)，其故障的排除法是一致的。采用拉路尋找分段處理的方法，以先信號(hào)和照明部分，后操作部分;先室外部分后室內(nèi)的原則。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的故障排除經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其方法進(jìn)行整理如下：

　　1)首先確定是正極接地還是負(fù)極接地，測(cè)量正負(fù)極對(duì)地電壓，有效區(qū)分是正極接地還是負(fù)極接地。

　　2)兩段母線(xiàn)之間的區(qū)分，使查找的接地不會(huì)大范圍擴(kuò)大，確定發(fā)生直流接地在哪一段。

　　3)如果有直流接地選線(xiàn)的裝置，不能準(zhǔn)確確定，有誤報(bào)的現(xiàn)象，請(qǐng)退出運(yùn)行中的直流接地檢測(cè)儀。

　　4)如果站內(nèi)二次回路有在施工的或有檢修試驗(yàn)的應(yīng)立即停止，拉開(kāi)其工作電源，看信號(hào)是否消除。

　　5)采用分段分部位拉路法，操作電源一定要由蓄電池供電，先停下重要的回路，如信號(hào)回路和照明回路等。

　　應(yīng)按照下列順序進(jìn)行

　?、?斷合現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工作電源

　　② 斷合故障照明回路

　?、?斷合信號(hào)回路

　?、?斷合閘回路

　　⑤ 斷合附助設(shè)備

　?、迶嗪闲铍姵鼗芈?/p>

　　5.查找直流接地故障的技巧

　　1)查找及時(shí)。因直流接地故障常常隨環(huán)境、氣候的變化而變化，十分不穩(wěn)定，造成難以查找的事故隱患，只要出現(xiàn)故障應(yīng)立即查找。

　　2)定期巡檢直流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣。不一定故障出現(xiàn)時(shí)再去查找排除。利用精度較高的查找裝置定期對(duì)各個(gè)直流回路進(jìn)行檢查，記下絕緣較差的直流回路，待氣候漸濕時(shí)，再重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。目前已有部分電廠(chǎng)和變電站采用此法，并已開(kāi)始建立這種經(jīng)常性的工作(主要在500KV變電站和部分接地較多的30萬(wàn)KW以上發(fā)電機(jī)組)。

　　3)按序查找，先信號(hào)回路，事故照明回路，再操作回路，控制回路，保護(hù)回路。先重點(diǎn)檢測(cè)絕緣情況較差的回路。

　　4)對(duì)環(huán)路供電的直流系統(tǒng)應(yīng)先斷開(kāi)環(huán)路開(kāi)關(guān)，如果客觀(guān)上已斷不開(kāi)的環(huán)路(此類(lèi)情況現(xiàn)場(chǎng)情況很多)，應(yīng)對(duì)檢測(cè)到的接地故障回路(環(huán)路接地，表現(xiàn)出來(lái)一般都是兩個(gè)以上回路)其接地精度仔細(xì)分多樣，找出接地更嚴(yán)重的回路，繼續(xù)查找。

　　5)選用高精度的查找裝置，對(duì)接地告警比較嚴(yán)重的，大部分情況都并非一點(diǎn)接地，應(yīng)用精度較高的檢測(cè)裝置區(qū)分不同故障程度的回路，從接地故障嚴(yán)重的回路的入手。

　　五、查找直流系統(tǒng)接地故障的深層次分析

　　據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況反映，絕大部分查找直流系統(tǒng)接地故障的裝置都不是很好用，其原因要從直流系統(tǒng)接地說(shuō)起，由于發(fā)電廠(chǎng)、變電站的直流系統(tǒng)是一個(gè)龐大的、復(fù)雜的直流電源網(wǎng)絡(luò)，所接設(shè)備多，母線(xiàn)、小母線(xiàn)層層分布，回路縱橫交錯(cuò)，客觀(guān)上增大了查找直流接地故障的難度。

　　1.關(guān)于分布電容的討論

　　我們知道電容的特性是對(duì)直流呈現(xiàn)開(kāi)路，對(duì)交流呈現(xiàn)一定阻抗特性，其阻抗的計(jì)算公式Zc=1/2πfC其中f為交流信號(hào)頻率，C為電容量，C越大，該電容呈現(xiàn)的容抗就越小，頻率越高，該電容呈現(xiàn)的容抗也越小。

　　變電站、發(fā)電廠(chǎng)直流系統(tǒng)的對(duì)地分布電容情況是直流系統(tǒng)越大，回路越復(fù)雜，所接設(shè)備越多，系統(tǒng)呈現(xiàn)的對(duì)地分布電容也越大，

　　按現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，變電站、發(fā)電廠(chǎng)直流系統(tǒng)的對(duì)地分布電容還與發(fā)電廠(chǎng)、變電站的投運(yùn)時(shí)間有關(guān)，投運(yùn)時(shí)間越長(zhǎng)的變電站，分布電容也更大，一般來(lái)說(shuō)，如果查找直流接地的檢測(cè)裝置以疊加低頻交流檢測(cè)信號(hào)方式在直流系統(tǒng)上，假設(shè)點(diǎn)的交流信號(hào)頻率f=2Hz(目前絕大多數(shù)裝置都采用5Hz)，那么，直流系統(tǒng)的分布電容對(duì)檢測(cè)裝置所疊加的低頻交流信號(hào).

　　2.對(duì)直流系統(tǒng)接地故障的定義標(biāo)準(zhǔn)的討論

　　上面說(shuō)過(guò)直流接地是指直流系統(tǒng)正或負(fù)極對(duì)地絕緣阻抗值降低到某個(gè)規(guī)定值或某個(gè)設(shè)定值時(shí)，我們稱(chēng)直流系統(tǒng)發(fā)生了接地故障。

　　電力系統(tǒng)對(duì)直流系統(tǒng)的接地故障目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)廠(chǎng)站按各自的要求將接地故障報(bào)警值按對(duì)地電壓不平衡情況定義。

　　直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)普遍采用平衡電橋方式來(lái)判定對(duì)地絕緣，即為正或負(fù)對(duì)地絕緣降低時(shí)，平衡電橋失去平衡，絕緣監(jiān)測(cè)指示上正對(duì)地或負(fù)對(duì)地電壓會(huì)升高或降低。由于平衡電橋回路選用的電阻目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。各直流屏生產(chǎn)廠(chǎng)家均有不同的平衡電橋電阻取值，就現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，平衡電橋的電阻取值從1K—36K不等，這樣僅僅用對(duì)地電壓的變化來(lái)說(shuō)明接地故障的程度，顯然不是十分準(zhǔn)確的。直流系統(tǒng)對(duì)地的絕緣情況，準(zhǔn)確的說(shuō)，應(yīng)該用阻抗來(lái)衡量。發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)，對(duì)一座較大規(guī)模的發(fā)電廠(chǎng)、變電站，直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣阻抗的報(bào)警值設(shè)定在50KΩ，目前我國(guó)一些全套引進(jìn)進(jìn)口設(shè)備，管理先進(jìn)的個(gè)別發(fā)電廠(chǎng)(如大亞灣核電站)，直流系統(tǒng)絕緣告警值仍沿用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)為50KΩ。

　　事實(shí)上絕大部分的電廠(chǎng)、變電站，由于種種原因，其接地故障報(bào)警值一般設(shè)在5K—25K之間，有些甚至更低。這就形成一個(gè)直流系統(tǒng)接地故障的怪圈，運(yùn)行水平高、管理嚴(yán)格的發(fā)電廠(chǎng)、變電站，比運(yùn)行水平低、管理松散發(fā)電廠(chǎng)、變電站的直流接地故障概率似乎還高。個(gè)別運(yùn)行水平低下的變電站一兩年也難有直流接地故障報(bào)警。其根本在于直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)平衡電橋電阻取值的極大差異，造成對(duì)地絕緣整定值過(guò)低，無(wú)法真正體現(xiàn)實(shí)際的絕緣情況。哪怕斷路器因直流系統(tǒng)接地故障有過(guò)誤跳，也查不到事故真正原因。

　　3.關(guān)于多點(diǎn)接地及閉合環(huán)路接地，正負(fù)同時(shí)接地的討論

　　多點(diǎn)接地、環(huán)路接地、正負(fù)同時(shí)接地是查找直流系統(tǒng)接地故障的難點(diǎn)，這類(lèi)接地故障對(duì)系統(tǒng)危害更大。“拉回路”是難以拉出接地回路的。目前應(yīng)用中的無(wú)論是直流接地選線(xiàn)裝置還是便攜式查找接地裝置，絕大部分都無(wú)力處理以上的接地。因?yàn)榇祟?lèi)接地故障較為復(fù)雜，要求檢測(cè)設(shè)備具有相當(dāng)高的精度，抗分布電容指標(biāo)較高，否則就會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)，使檢測(cè)無(wú)法進(jìn)行。環(huán)路接地檢測(cè)時(shí)，要能精確區(qū)分接地環(huán)路的不同位置接地程度的差異，經(jīng)分析比較，逐步逼近真正的接地故障點(diǎn)。同樣多點(diǎn)接地，無(wú)論是處于同一回路，還是分處于不同回路，在主回路上還能判別，往下查找已查不出接地支路或分支路，檢測(cè)設(shè)備的精度顯然不夠。如果檢測(cè)設(shè)備的抗分布電容干擾指標(biāo)不夠，還可能會(huì)出現(xiàn)更多誤報(bào)。正負(fù)同時(shí)接地，目前大部分直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)，已不能有效的報(bào)告接地故障，平衡電橋方式判定出的，僅僅是正接地故障和負(fù)接地故障，同時(shí)接地時(shí)對(duì)地絕緣的差值。因此，定期巡檢直流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣，對(duì)運(yùn)行安全要求較高的發(fā)電廠(chǎng)、變電站已十分必要。綜上所述，用儀器查找直流系統(tǒng)接地，最重要的是要解決直流系統(tǒng)分布電容的干擾，提高查找檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)精度，解決受對(duì)地分布電容干擾大和多點(diǎn)接地、環(huán)路接地的誤報(bào)問(wèn)題。

　　六、直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置的認(rèn)識(shí)

　　裝置的構(gòu)成

　　直流系統(tǒng)只能有一個(gè)接地點(diǎn)，即絕緣監(jiān)察繼電器的接地點(diǎn)。絕緣監(jiān)察繼電器是利用平衡電橋原理，當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極對(duì)地絕緣阻抗降低到某一規(guī)定值或設(shè)定值，即使正對(duì)地電壓或負(fù)對(duì)地電壓差使電橋失去了平衡，發(fā)生了變化就可判定絕緣。它是由信號(hào)回路和監(jiān)察回路(直流絕緣監(jiān)察繼電器KVI，轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)SM和電壓表PV)組成。如圖2所示。按其功能又可分為信號(hào)部分和測(cè)量部分。

　　A.信號(hào)部分

　　圖所示的右部為絕緣監(jiān)察裝置的信號(hào)部分，由絕緣監(jiān)察繼電器KVI及信號(hào)(音響和光字牌HL)組成，R+、R-分別為假設(shè)的正、負(fù)母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻，用虛線(xiàn)相連接。R1、R2及R+、R-組成電橋接線(xiàn)。KVI中的R1、R2的數(shù)值要求相等(通常選R1=R2=1000Ω)，KD為高靈敏度的干簧管繼電器，KC為中間繼電器。正常情況下，正、負(fù)母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻R+、R-相等，繼電器KD線(xiàn)圈中只有微小的不平衡電流流過(guò)，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)有一母線(xiàn)對(duì)地絕緣下降時(shí)，由于R+≠R-，所以電橋失去平衡，繼電器KD線(xiàn)圈中只有微小的不平衡電流流過(guò)，當(dāng)次電流達(dá)到其動(dòng)作值時(shí)，繼電器KVI動(dòng)作：KD啟動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合啟動(dòng)KC繼電器，KC的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，發(fā)出“母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻下降”的信號(hào)(但不能分清是正母線(xiàn)還是負(fù)母線(xiàn)電阻下降)。

　　B.測(cè)量部分

　　在圖的左半部畫(huà)出了由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SM和電壓表PV組成的測(cè)量部分。當(dāng)有母線(xiàn)對(duì)地絕緣降低時(shí)，信號(hào)部分先發(fā)出“母線(xiàn)絕緣降低”的音響和光字牌信號(hào)，值班人員將SM開(kāi)關(guān)依次打至“+母線(xiàn)對(duì)地電壓”和“-母線(xiàn)對(duì)地電壓”，則SM的2-1、4-5接通和5-8、1-4接通，分別測(cè)出+母線(xiàn)對(duì)地的電壓值和-母線(xiàn)對(duì)地的電壓值，電壓值低者即絕緣有損壞。然后根據(jù)已知的電壓表內(nèi)阻RV及直流母線(xiàn)工作電壓U，用計(jì)算的方法求成正、負(fù)極母線(xiàn)的對(duì)地絕緣電阻。

　　C.對(duì)繼電器KD的要求

　　在下圖中有一個(gè)人工接地點(diǎn)，是為測(cè)量母線(xiàn)對(duì)地電壓用的，當(dāng)直流回路中再有任一個(gè)短路接地點(diǎn)時(shí)，將會(huì)形成短路回路。為防止在直流回路中由此短路電流引起其他繼電器發(fā)生誤動(dòng)作，則繼電器KD的線(xiàn)圈必須具有足夠大的電阻值，一般對(duì)220V直流系統(tǒng)選用RKD=30kΩ的線(xiàn)圈，其啟動(dòng)電流為1.4mA。于是，為防止繼電器發(fā)生誤動(dòng)作，回路中的其他繼電器線(xiàn)圈的啟動(dòng)電流都應(yīng)大于1.4mA。所以，在220V直流系統(tǒng)中，當(dāng)任一母線(xiàn)的絕緣電阻下降至15～20kΩ時(shí)，絕緣監(jiān)察繼電器便會(huì)立即發(fā)出信號(hào)。

　　七、結(jié)論

　　為了防止直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)其他任何一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)而引起繼電器的誤動(dòng)，減少不必要的故障，要求絕緣監(jiān)測(cè)繼電器的線(xiàn)圈具有足夠大的電阻值，最好是采用光電原理或高阻(500KΩ以上)使直流系統(tǒng)的正式負(fù)極對(duì)地之間沒(méi)有一個(gè)真正的接地點(diǎn)，假如直流系統(tǒng)一旦發(fā)生一點(diǎn)接地，只有一個(gè)接地點(diǎn)，監(jiān)測(cè)裝置就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)也不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)事故，同時(shí)兩段監(jiān)測(cè)上的絕緣繼電器并列運(yùn)行也不會(huì)造成任何事故，以適應(yīng)電力系統(tǒng)和安全穩(wěn)定。開(kāi)發(fā)一種高阻抗的直流接地監(jiān)測(cè)裝置是能大大提高直流系統(tǒng)安全運(yùn)行，也是一件十分有益的事情。