直流系统接地故障危害分析与查找处理

1、直流系统接地故障危害分析与查找处理摘要：发电厂直流系统主要供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等，其可靠性是保障发电厂安全运行的决定条件之一。而直流系统接地则是直流系统常见故障。本文主要分析直流系统接地故障危害，以及结合发电厂实际，总结直流系统接地故障的查找方法，有利于电厂安全运行。关键词：直流系统接地 危害 查找 技巧 发电厂的直流系统是由蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统，主要供继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等，经电缆送到直流屏顶上的直流母线，再由直流母线分别引出作为控制电源、信号电源及合闸电源。 直流系统接地是直流系统常见

2、故障，严重威胁电厂安全运行。1 直流接地的危害正常情况下，直流电源的正、负母线对地是绝缘的。但由于直流供电网络一般分布较广，系统复杂，外露部分多，容易发生绝缘损坏而接地。当回路发生一点接地时，在一般情况下并不影响直流系统的运行。如果是正、负两极都接地，此时故障回路的熔断器熔断，使相应部分的直流系统停电。如果一点接地后再发生另一点接地（如断路器跳闸线圈或继电保护装置出口继电器接地），就会造成断路器拒动、误动。当直流接地发生在a、b，a、d两点，造成yt线圈动作跳闸，保护误动当直流接地发生在c、b，c、d两点, 断路器可能造成拒动，甚至可能引起熔丝熔断，烧坏继电器接点。当直流接地发生在a、c两点，

3、 引起熔丝熔断。由上图看出直流正极接地，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。此外，由于交直流电缆绝缘不好或误接线，使交流串入直流系统，造成直流系统接地，引发保护装置误动作，其危害很大。我厂07年6月由于110kv旁联709开关的网门刀闸闭锁电源串入直流（交流串入直流），造成直流系统接地

4、，多台机组跳闸。因此直流接地故障严重威胁电厂的安全生产。近年来，我老厂机组由于直流系统设备老化，由直流接地引发的事故也较多。对此，检修部门于2007年9月更换12mw机组蓄电池及浮充电装置，使12mw机组直流系统与60mw机组直流系统单开分列，减轻了后者负担。今年又更换了60mw机组蓄电池及浮充电装置。这些在很大程度上，减少了直流系统故障几率，但是由于60mw机组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等诸多问题，而不可避免的发生直流系统接地，迅速查找接地点，已成为我厂电运人员必须掌握的技能。2 直流接地的查找现场查找直流接地是一个较为复杂

5、的问题。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，而不是仅仅通过一个金属点去接地。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。查找直流接地必须根据当时系统根据运行方式，操作情况、气候影响判断可能接地的场所。2.1 直流接地查找具体方法一般有三种 2.1.1 传统拉回路法：根据负荷的重要性，依次短时（停电时间应小于三秒）拉开直流负荷各回路，不论回路接地与否均应合上，当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内。一般先从信号回路,照明回路，再操作回路，保护回路等等。在拉路查找时，由于时

6、间短，而接地巡检仪反应比较慢，所以应有专人用万用表对地测量，以便及时发现接地点。由于二次系统越来越复杂，有时还存在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。此种方法存在寻找时间长，设备短时无保护运行，造成不能短时停直流电的设备保护误动作等缺点，多次造成线路误跳闸，厂用设备保护误动作，逐渐不适应现实要求。2.1.2 直流系统接地检测装置监测法 ：发电厂的直流母线一般分为两段，装有微机直流系统绝缘在线监测装置，直流系统正常工作时，装置数字显示母线电压，监测直流系统正、负母线绝缘状况，当直流系统发生接地时，装置自动启动报警之后产生低频信号，利用超低频信号发送与接收原理，cpu对各条线

7、路所采集信号电流进行分析，判断出故障线路号及接地电阻值，完成自动选接地线的功能。此类装置由于使用年限一长，所接负载一多（微机保护大量抗干扰电容的安装使用，使直流系统的对地电容电流增大），就暴露出检测精度不高，抗分布电容干扰差，真正接地时不能正确选线。现如果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。 2.1.3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。目前应用也较为广泛。缺点是

8、也存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。实践证明，当发生直流系统接地故障时，单纯依靠接地检测装置和传统拉回路法，其查找效果并不佳，因为直流系统是一个庞大的、复杂的电源网络，所接设备多，母线、小母线层层分布，回路纵横交错，客观上增大了查找直流接地故障的难度。当直流接地发生在充电设备，蓄电池本身和直流母线上，用拉路法是找不到的。当发生多点接地、环路接地、正负极同时接地时，更难查找。2.2 查找直流接地故障时技巧及相关注意事项1) 熟悉直流系统。熟悉直流系统及各负载回路走向，有助于查找直流系统故障时，分割系统，缩小检查范围，迅速查处接地点。此为查找直流系统接地之根本。2) 熟悉直流系统

9、绝缘薄弱之处。熟悉如断路器的操作线圈，电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。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。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。3) 平时定期巡检直流系统的对地绝缘。记下绝缘较差的直流回路，待系统接地时，再重点监测。4) 查找及时。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。5) 查找接地故障前，应充分了解情况。如运行有无异常现象、辅机有无启动，回路有无工作、天气情况等。当发现此时机炉恰在启停设备或二次回路上有工作

10、。则应立即检查该设备有无异常或立即通知停止二次回路工作。6) 当直流发生接地时，禁止在二次回路上工作。查找和处理必须由两人同时进行，处理时不得造成直流短路和另一点接地。7) 当直流发生接地时，检查直流绝缘监测装置，查找接地情况，确定是正极接地还是负极接地，是金属性接地还是非金属性接地，接地阻值是多少，能否找到哪一路，如果无法判断哪一路，则只能通过拉分支的办法来查找。8) 按序查找，拉合直流分支前和汽机锅炉联系好，同时用万用表测量对地的电压。拉合直流分支时应先拉事故照明回路，信号回路，再操作回路，控制回路，保护回路。先400v室再6kv室，先汽机锅炉，再主控室（主控直流不能轻易分断，先认真检查主

11、控各控制保护屏，无明显异常，在排除直流系统所有其他负载，电源部分后，方可分断。此时应先把协宜751开关控制熔丝临时去掉，这时用万用表测量直流母线对地的电压，才可以拉合主控室的直流控制电源）。平时绝缘情况较差的回路应重点检测。9) 在切断各专用直流回路时，切断时间不得超3s，不论回路接地与否均应合上。若直流失电可能引起保护及自动装置误动，在切断前应采取必要的安全措施。当发现某一专用直流回路有接地时，应及时找出接地点，尽快消除。10) 对环路供电的直流系统应先断开环路开关或者同时断开两侧电源开关。柠檬酸厂直流是能够自投的，所以必须同时拉精制和发酵的直流开关才能彻底断开。11) 有时接地故障发生在主

12、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，而要派专人监视直流绝缘监察继电器，看其触点是否动作来判断直流回路有无接地。12) 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）。则可停用运行充电装置以检查充电装置设备是否接地，再瞬时停用蓄电池（在检查蓄电池，拉蓄电池的一二段的电源刀闸前，应将二只硅整流同时投入运行，防止其中一段母线失电），然后对连接在直流母线上的开关设备及电缆进行检查，并消除接地故障。13) 确认故障在蓄电池，而恢复时间较长的话。应拉开蓄电池大熔丝，再合上蓄电池的一