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直流选接地方法和原则

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2023-08-05
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怎样查找直流系统接地故障宜昌市西北口水电厂一期装机容量为2X6300千瓦电厂的直流系统分支较多、涉及面广,绝缘水平很难保持得很高,特别是在空气潮湿 的水轮机层,发生直流接地的机率较大,若不及时处理,会严重影响安 全经济运行直流系统发生一点接地后,若未及时发现处理,在同一极 的另一地点再发生接地或另一极的一点接地,便构成两点接地短路,将 造成信号装置、继电保护和断路器的误动作,两点接地可能会将跳闸回 路短路,造成保护拒动作,还会引起熔断器熔断、烧坏继电器接点因 此当直流系统发生一点接地时,应迅速寻找,尽快消除,防止发展成两 点接地故障一、查找接地故障的原则和方法1.处理原则根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的 地点;以先信号、照明部分后操作部分,先室外后室内,先负荷后电源 为原则,采取拉路寻找、分路处理的方法在切断各专用直流回路时, 切断时间不得超过3秒钟,不论回路接地与否均应合上如设备不允许 短时停电(失去电源后会引起保护误动作),则应将直流系统解列后,再 寻找接地点2.处理方法:传统方法是:当“直流系统接地”光字牌亮时,工作人 员应先切换直流负荷屏上的接地电压表,判明直流接地的极性。

若将该 表转换开关切至“正”,电压表指示值为220伏或接近220伏,则说明“负” 极接地;反之,则“正”极接地接地极性明确后,可进行以下处理: 检查绝缘水平低(如水轮机层的各直流设备)、存在设备缺陷及有检修工 作的电气设备和线路是否有接地情况;询问载波室是否有直流系统故 障;依次切断直流负荷屏上各负荷开关;检查蓄电池、硅整流装置及充 电机回路是否有接地现象等在切断上述每一直流回路后,应迅速恢复 送电在切断每一回路过程中,工作人员应根据仪表和信号装置的指示, 判断是否有接地如切断时接地消失,恢复送电后接地又出现,则可肯 定接地发生在该回路上,应及时查找接地点设法消除上述方法虽然简单易行,但也有其缺点:因直流负荷屏上的负荷开 关控制的既有室内部分又有室外部分,工作人员在水轮机层或发电机层 查找接地点时,需用电话联系中控室人员了解光字牌信号变化情况,大 大延长了处理时间如是直流屏内部或蓄电池发生接地,用此法很难检 测到接地故障二、万用表电压测量法查找接地故障1. 基本原理:用万用表直流电压档(DC档)测直流电压值当直流一极 接地时,另一极对地电压为全电压,即控制电压为220V,合闸电压为 250V。

当切除某一部分直流负荷时,观察万用表所测极对地电压值的变 化情况来判断接地点所在区域,从大到小,逐个否定,最后排除2. 处理方法:①在查找直流接地故障时,工作人员须对本厂的直流系 统了如指掌(我厂直流系统、接线及负荷分布见下图)目前的运行状态 是101ZK、102ZK和1HK均合上,2HK处于“分”位直流屏上输出的直流 电源按其负荷性质分两路分别送到合闸母线(250V)和控制母线(220V), 它们负极分开,正极共用② 判断接地极性用万用表DC1000档测量直流电源“+”、“ 一”极对 地电压,若“ + ”极接地时,则“一”极对地电压为220V;若“一”极 接地时,则“ + ”极对地电压为220V,据此判断出接地极性为叙述方 便,以下设“一”极接地③ 用万用表测直流控制母线“+”极对地电压为220V,瞬时切除所有合 闸电源开关后,如电压值下降很多甚至为0,就说明接地点在合闸回路, 应对高压线路的合闸回路、事故照明、机组启励回路等用同样方法进行 检查、判断;如电压值仍为220V,则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、蓄电池室还是在负载回路④ 用万用表测直流屏整流输出的“+”极对地电压为220V,瞬时断开控 制电源开关1HK,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或蓄电池室,就应对 屏内设备及蓄电池做仔细检查。

如接地点在控制回路,测“+”极对地 电压为220V,瞬时拉开开关1DK,若电压值明显下降甚至为0V,说明接 地点在信号回路,可通过电压测定,瞬时拔出信号回路保险来查找如 所测电压值无变化,说明接地点在其它回路中瞬时拉开3DK,如所测 电压值明显下降甚至为0V,说明接地点在高压断路器弹簧操作机构的储 能电机控制回路中瞬时拉开4DK和5DK,如所测电压值明显下降甚至为 0V,说明接地点在主厂房的机组范围内;如所测电压值无变化,说明接 地点在中控室范围内如接地点在机组范围内,则分别断开4DK或5DK, 以判定在哪台机组之后测量接地点所在机组的自动屏上控制电源进线“+”极对地电压,瞬时解除至调速器、励磁调节屏、测温制动动屏、蝶阀控制系统、技术供水系统等设备的“一”极端子,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上述顺序逐步缩小查找范围,最终找出接地点予以处理三、查找接地时的注意事项 1.查找直流接地故障时,必须有二人进行 2.禁止用灯泡查找接地点,以防直流回路短路3.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4.当直流系统一点接地时,禁止在二次回路上工作。

5.拆除各端子、各开关的时间应尽可能短6.运用绝缘监察装置的测量转换开关测正、负极对地电压时可能有误, 主要是开关内部的正、负极接点与接地点误接通会造成误发接地信号7.如是直流系统绝缘严重破坏但未完全接地,所测极对地电压应低于 220V(合闸回路应低于250v),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笔者对查找直流系统接地故障的一点体会,在此溢于笔端, 与同行探讨,若有不妥之处,敬请指正直流接地的原因、危害及处理方法【摘要】蓄电池是一种独立的操作电源它在变电所内发生任何事故时 即使在交流电源全部消失的情况下,都能保证直流系统的用电设备可靠 的连续工作因此直流系统的稳定、完全并保持良好的工作状态是安全 运行的主要保障关键词】接地;原因;危害直流系统接地时,一点接地并不马上产生什么后果.当出现第二点 接地时,就可能发生短路或造成继电保护、自动装置和断路器设动,这 对安全运行有极在的危害性1.直流系统接地的原因 1.1.气候因素:由于气候因素造成的直流系统接地是一种最常见的情 况,如雨天或雾天可能导致室外的直流系统绝缘降低造成直流系统接 地1.2.人为因素:由于工作人员在工作中的疏忽造成的接地。

1.3.自然因素:直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响,如 设备传动过程中的机械振动、挤压、设备质量不良、直流系统绝缘老化 等都可引起接地或成为一种接地隐患1.4.环境因素:在中电气高低压开关室一般离锅炉辅助设备较近,由 于环境质量较差(包括粉尘、室内温度过高)不但给运行人员文明生产带 来影响而且对一次设备甚至二次设备直流系统带来负面影响,实践证 明环境因素在现场对直流系统的安全运行带来较大的负面作用 2.直流系统接地的处理原则根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的地点,以先 信号和照明部分后操作部分,先室外部分后室内部分,先负荷后电源为 原则,采取拉路寻找分路处理的方法在切断各专用直流回路时,切断 时间不得超过3秒钟,不论回路接地与否均应合上当发现某一专用直 流回路有接地时.应及时找出接地点,尽快消除如设备不允许短时停 电(失去电源后引起保护误动作),则应将直流系统解列运行后,再寻找 接地点如有蓄电池组、充电机和硅整流等电源设备的变电所,可把电 源分成两组,将负荷分别接到两个电源上,再将负荷由一个电源切换到 另一个电源上,以判断接地点所在线路查找接地是借助装置和手动拉 路.老电厂没有采用自动查找接地装置,自动装置往往也只能查以某些 专用干路。

对于具体细节或复杂的直流接地更多的还是要靠手动拉路查 找,在现场值班人员昕到警铃响,看到直流“母线接地”光字牌亮时, 值班人员应切换接地电压表,判明直流接地的极性如将接地电压表的 转换开关切至“正”,电压表指示值为220伏或接近220伏.则说明正极 接地如将接地电压表的转换开关切至“负”.电压表指示值为220 伏或接近220伏,则说明正极接地当判明接地的极性后,向调度员汇 报直流系统接地情况,然后进行如下处理.首先应了解现场有无人员工 作,然后切换接地检测电压表判断哪一极接地,再进行拉路查找当查 到具体某一支路、某个设备或找不到接地点时通知检修人员处理,不论 运行人员还是检修人员查接地之前,必须依据运行方式操作情况、气 候影响判断接地点的位置,应尽量一步到位.缩短查找时间当判断不 出接地点时要进行拉路有的单位采用负荷转移法查接地.即将直流母 线分段,将直流负荷从一条母线切到另一母线,当接地点随负荷转移时, 证明接地点在该路上采用此法必须将直流母线联络刀闸拉开.由蓄电 池组带一条母线,浮充电机带另一母线实际上,由于浮充电机采用硅 整流设备.输出直流电压含有交流成分.单独供电时会造成电压不稳, 波动较大,所以一般不用此法。

拉路时,若负荷为环形供电,必须开环 本着先室外后室内的原则,在切断各专用直流回路时.切断时间不得3S, 此时不论回路接地与否均应抬上当发现某一专用回路接地时,应分别 取下支路保险3.查找接地拉路的顺序 3.1.当时有检修工作、易受潮或正进行操作的回路; 3.2.选可疑或经常易接地的回路如高低压动力、机炉事故音响、热工 回路;3.3.变压器及重要设备的控制回路; 3.4.绝缘水平低、存在设备缺陷及有检修工作的电气设备和线路进 行检查,是否有接地情况3.5.询问载波室是否有直流系统故障;3.6.取下中央信号回路熔断器; 3.7.拉开直流照明电源刀闸; 3.8.拉开断路器合闸电源刀闸; 3.9.拉开断路器操作电源刀闸; 3.10.检查蓄电池、硅整流装置及充电机回路是否有接地现象; 3.11.当发现某一专用直流回路有接地时,应分别取下各分支线的操 作熔断器,找出接地点,并进行处理值班人员在切断上述每一直流回路后,应迅速恢复送电在切断每 一回路过程中,值班人员应根据仪表和信号装置的指示,判断是否有接 地如切断时接地消失.恢复送电后接地又出现,则可肯定接地发生在 该回路上,应设法消除暴露在室外的端子箱、事故按钮等设备由于下雨渗水很容易产生直 流接地,对此应加强密封。

事故按钮加防护罩既可防止误碰处理事故 按钮接地时,为防止开关误碰跳闸,可将接于按钮的线从配电室或控制 室端子排解除为了防止误跳闸,可申请暂时停用此事故按钮,但必须 向值班员交代清楚,且在天好后忙处理4.操作引发接地的查找 根据现象进行分析查找,举例如下: 4.1.人员送某台高压动力控制保险时,发“直流接地”信号,当打开 控制面板检查控制把手时接地消失.放下控制面板时信号又发,检查发 现,施工时留下的废线头与控制把手上的接线螺丝似碰非碰,测量该线 头对地有50 n电阻,将此线头处理后接地消失4.2.运行人员在启动}12疏水泵时,控制台发“百流接地”信号取 下其控制保险•接地未消失,但取下#l疏水泵控制保险,接地消失1泵控制回路中,有#2泵联投本泵的回路.该回路中有撑2泵交流 接触器辅助接点,而该接点与相邻的用于交流回路中的辅助接点相碰, 最终导致#1泵直流电源与舵泵交流电源形成交直流混线因400V是中性 点接地系统,所以导致直流接地对于两点及多点接地.需同时断开两路或几路直流回路,接地才能 消失要注意断开每一路接地点时观察直流电压恢复升高的情况,从 而将接地点一路一路的消除此外,还有一种最难查找的接地.就是大 范围、跨专业的多点不同时、不完全的接地。

此种情况多为雨天所致, 而同一点往往也时好时坏,遇到此种情况,只有细心观察,抓住机会进 行查找5.检查直流系统接地时的注意事项5.1.防止保护误动:一般的保护装置出于反措的要求一般都有防止 直流电源消失保护误动的措施.对重要设备或新投产不久的设备,事先 要采取措施,如申请高度断开保护跳闸压板某帮发电机变压器组集成 电路保护在试运期间因存在隐患在一次拉路检查接地时误动切机就是 因为没断开保护跳闸压板所致5.2.做好事故预想.拉路或取控制保险时,应事先通知值班人员,做 好事故预想,以防开关误跳或出现其它异常情况如取交流低压电机控 制保险时.若合闸接触器保持接点接触不良.则会造成接触器释放值 班人员发现设备跳闸或自投时应立即处理5.3.禁止使用灯泡寻找接地点,以防止直流回路短路5.4.使用仪表检查接地时,所用仪表的内阻不应小于2000欧/伏5.5.当直流系统发生接地时,禁止在二次回路上工作5.6.检查直流系统一点接地时,应防止直流回路另一点接地,造成直 流短路5.7.在寻找和处理直流接地故障时,必须有二人进行 5.8.在拉路寻找直流接地前,应采取必要措施防止因直流电源中 断而造成保护装置误动作。

直流系统能否可靠运行对变电站的安全运行极其重要查找直流接 地,尤其是查找复杂的直流接地是一项非常复杂的工作,其水平如何往 往是衡量相关专业人员现场消缺水平高低的一个重要标志直流系统接 地现象较复杂,要熟练掌握直流接地这门技术需要不断的实践和总结 在更先进的技术出现以前,当前查找直流接地更多是依靠实践和经验, 同时也应该加强对直流系统重要性的认识和运行维护,才能使我们的安 全工作落到实处直流系统接地的危害及查找办法直流系统对发电厂、变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变 电站安全运行的保证电力系统中,断路器的操作控制回路和继电保护 装置的电源都采用直流电源而发电厂、变电站内直流系统的支路很多, 负荷涉及面广,户外电气设备工作环境恶劣,因雾、雨、雪、水、汽、 灰、油及高温等诸多因素的影响,极易造成直流系统接地发电厂、变电站直流系统采用对地绝缘运行方式,直流系统发生一 点接地,并不引起直接危害,仍能继续运行,但潜在的危险性很大,轻 者会引起操作控制回路和保护装置电源的熔断器熔断而失去电源,重者 则会引起断路器不明原因的误跳闸事故因此,有必要对直流系统接地 造成的原因进行分析,以便采取防范措施。

1直流系统接地类型直流系统接地按故障性质可分为金属性接地和绝缘下降接地,按接 地信号是否持续可分为稳定接地和瞬时接地金属性接地进行绝缘检查 时,一极对地电压为0,另一极对地电压为母线电压绝缘下降接地时 进行绝缘检查,正、负极对地电压都存在,电压之和接近母线电压,但 对地绝缘已经下降稳定接地是指直流系统中长期存在接地,直到接地 故障排除为止瞬时接地接地时间相对较短,为间断性接地 2直流系统接地的危害变电站的直流系统比较复杂,而且通过电缆与室外配电装置的端子 箱、操动机构等相连接,发生接地的机会较多直流系统发生一点接地 时,由于没有短路电流流过,熔断器不会熔断但潜在危险性就可能使 信号、保护和控制回路误动作或拒绝动作,并且有使熔断器熔断、烧坏 继电器触点的可能性,以致损坏设备,造成大面积停电、系统瓦解的严 重后果两点接地有时可造成开关误跳闸、开关拒绝跳闸、保险熔断 下面以典型回路分析变电站直流系统接地的危害2.1开关误跳闸图1为断路器控制原理图,图中1LJ、2LJ为电流继电器,ZJ为中间 继电器,TWJ为跳闸位置继电器,1 RD、2RD为熔断器,XJ为信号继 电器,KK为控制开关,TQ为跳闸线圈。

当直流接地发生在A、B点时,将 1LJ、2LJ接点短接,ZJ启动,ZJ接点闭合而跳闸A、C两点接地时短接 ZJ接点而跳闸在A、D两点或D、F两点接地同样都能造成开关误跳闸 2.2开关拒动接地发生在B、E点或D、E点或C、E点,可能造成开关拒动2.3保险熔断如果A、E点接地,将引起保险熔断如果接地发生在B、E或C、E或 D、E点,保护动作时不但开关拒跳,而且保险熔断,同时有烧坏继电器 接点的可能2.4误发信号断路器正常运行时,控制开关触点1、3和19、17是接通的,而断路器的跳闸位置继电器常开触点TWJ是断开的,中央事故信号回路不通, 不发信号当发生E、G点接地时,TWJ常开触点被短接,启动中央事故 信号回路误发事故信号直流一点接地有可能引起保护装置或自动装置的误动现在很多装 置采用了光电隔离接口,有些光电接口一端带电由于有的光电接口有 几毫安电流就可导通,当另一侧发生直流接地时,很有可能造成光电接 口误导通,致使保护装置或自动装置误动3查找直流接地方法直流系统配置有微机巡检装置正常情况下,微机巡检装置可以大 致确定接地线路,更多情况是微机巡检装置查找的结果存在误差,或由 于直流网络庞大,巡检装置往往只能查到某些专用干路,对于具体细节 或复杂的直流接地还要靠手动拉路查找。

也有部分地区采用便携式接线 检测装置查找,但采用人工手动拉路法进行查找还是最可靠的方法手动查找基本上有负荷瞬停法和负荷转移法 在手动查找之前,必须对直流系统运行方式、站内直流用电设备的基 本情况、最近的工作情况及天气变化情况有一个较详细的掌握,在利用 微机装置或初步判断接地点的位置基础上,按照以下顺序原则查找a.阴雨天气,重点先找室外端子箱、接线箱、密封不严的刀闸机构箱、 无防雨罩的瓦斯继电器等室外设备 b.先找有工作的回路和近期工作过的回路,后找其它回路c先找事故照明、信号回路、充电装置回路、蓄电池组(两组蓄电池 的变电站),后找其它回路d. 先找主合闸回路,后找控制回路、保护回路e. 先找室外设备,后找室内设备f. 先找10 kV、35 kV、66 kV回路,后找” 0 kV、220 kV、500 kV回路g. 先找简单回路,后找复杂回路h. 先找一般线路,后找重要线路i. 使用拉路法进行查找直流接地时,至少应由两人进行,控制回路、 保护回路断开直流时间不得超过3 Si.查找和处理直流接地时工作人员应戴线手套,穿长袖工作服,应使 用内阻大于2 000 Q/V的高内阻电压表,工具应绝缘良好。

防止在查找 和处理直流接地时造成新的接地k.查找直流接地,停用保护时间超过3 s时,应征得调度同意后进行, 保护停用时间应尽量短,运行人员查至保护盘端子排处即可,防止保护 误动以上是查找直流接地的顺序原则,下面介绍几种较复杂接地现象的 查找方法a. 当遇到两点及多点接地时需同时断开两路或几路直流回路,接地才 能消失利用瞬停法查找在断开每一路接地点时,必须认真观察直流电 压恢复升高的情况,从而将接地点逐路消除b. 对于瞬时接地情况,往往与天气有关,遇到此种情况,查找人员必 须专心细致观察,善于把握机会,快速进行查找C.对于存在混接线情况的直流接地,按顺序拉路根本拉不出来遇此 类情况,具备两段直流母线的电站可将直流环路供电负荷倒入其中一段 直流母线,然后逐路切换到另一段直流母线并观察接地现象的转移情 况,如果切换某路后造成两段直流接地,则该路即为混接线路在辐射 供电线路中直流混接线的情况比较少见如果辐射供电线路发生直流混 接线,可用瞬停法配合查找d.确定了接地线路后,可采用分网法缩小接地范围对于重要的环路 供电可以采用1/2法缩小范围,即合入两环路开关在环形供电中间点 位置断开环路,判断接地区域,以此类推,可将接地点找到:对于不重 要的单路供电负荷,可以采用类似的办法查找接地点,也可根据经验估 计接地点所在。

直流系统接地故障的处理摘要:文章阐明了直流系统接地的危害及其原因分析,论述了查找直流 接地的一般原则和注意事项,以及利用仪器查找直流接地故障工作的开 展情况,并提出了施工、改造及运行维护中减少直流接地的方法 关键词:直流系统;接地;仪器查找1直流系统的作用电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备 组成直流系统在发电厂和变电站中为控制、信号、继电保护、自动装 置、远动通讯装置等提供可靠的直流电源,并提供事故照明电源它还 可为操作提供可靠的操作电源直流系统的可靠与否,对发电厂、变电 站的安全运行起着至关重要的作用,是发电厂和变电站安全运行的保 证2直流系统接地的危害发电厂、变电站直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害性较 大的故障直流系统正极接地,就会有造成继电保护误动的可能,因为 一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等)均接电源负极,回 路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地,引起保护误动;直流系统 负极接地,如果回路中再有一点接地,形成两点接地可将跳闸回路或合 闸回路短路,造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动,或造成直流 保险熔断,使保护及自动装置、控制回路失去电源。

在复杂的保护回路 中同极两点接地,还可能将某些继电器短接,不能动作于跳闸、保护拒 动、致使越级跳闸直流接地故障中,危害较大的是两点接地,可 能造成严重后果典型的断路器控制回路简图如图1所示,当直流电源的正极A点发生 了一点接地后,如在以下的各点又发生一点接地,构成两点接地时,将 发生不同的后果如在负极B点又发生接地时,造成直流电源短路,熔断器FU熔断, 断路器将失去操作电源在正极的C点又接地时,即将电流继电器的常 开触点KAI、KA2短接,中间继电器KM起动,其触点闭合,使断路器的跳 闸线圈Y2通过电流而发生误跳闸此时,一次系统并未发生故障,故称 为“误动作”实际上,如第二个接地点发生在正极的D点或E点时,都 能使断路器误动作因此,当正极发生一点接地后,危险性很大如负极的B点首先发生接地,而后在正极的C点或E点又发生接地形 成两点接地时,如果此时保护动作将引起直流短路,不但断路器拒绝跳 闸,而且电源熔断器熔断,同时短路电流有可能烧坏继电器为了防止直流系统发生两点接地造成严重后果,当直流系统发生一 点接地时,必须及时找出接地点并加以消除3 直流系统故障接地的原因分析直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长。

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、绝缘老化、绝缘性能降低,或年久失修、 严重老化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) 雷雨季节,室外端子箱或机构箱内潮湿积水、室外刀闸辅助接点接 线盒密封不严进水受潮,导致直流二次回路中的正电源或负电源对地 绝缘电阻下降,严重者可能到零,从而形成接地3) 全封闭开关柜小母线因热胀冷缩等原因变形弯曲接触到开关柜体造 成直流接地部分型号手车开关的可动部分与固定部分的二次连接插 头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施,手车来回移动导致其中导线破损, 使直流回路与开关金属部分相接触,从而导致接地4) 小动物爬人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;某些元件如线头、未使用的螺丝、垫圈等 零件,掉落在带电回路上5) 因施工工艺不严格,造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等,引 起接地4直流系统接地的处理当直流系统发生接地时,由直流系统绝缘监察装置发出预告信号 此时,应首先确定是正极接地,还是负极接地;是完全接地,还是绝缘 电阻降低。

然后再根据运行方式、检修、操作及气候等因素的影响,判 断可能接地的地点,确定寻找地点的方法和步骤4.1寻找接地点的一般原则(1) 对于两段以上并列运行的直流母线,先采用“分网法”,拉开两段 母线的分段刀闸,判明属哪一段母线接地,以缩小查找范围对环路供 电的直流系统应先断开环路开关,如果客观上已断不开的环路(此类情 况现场出现很多,环路接地,表现出来一般都是两个以上回路),应对 检测到的接地故障回路接地精度仔细分析,先找出接地更严重的回路再 继续查找2) 对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线,采用“瞬间停电法” 寻找当拉开某一回路时,如接地信号消失,并且各极对地电压恢复正 常(不能将接地信号消失作为唯一判据),则说明接地点在该回路上在某些现场如果无表计可观察,可用内阻大于2 000 fl/V的电压 表检查将电压表的一根引线接地,另一根接于不接地的一极(即对地 电压高的一极),然后试拉,如拉开后,电压表指示明显降低,即说明 该设备回路接地如接地发生在某一专用直流回路时,可按先次要设备后主要设备的 顺序,取下(拉开)该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点3) 对于不允许短时停电的重要直流负荷,可采用“转移负荷法”查找 接地点。

4) 如接地不在各直流负荷上时,可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换 直流母线查找接地点4.2寻找接地点的具体试拉、合步骤(1) 拉、合临时工作电源,试验室电源,事故照明电源2) 拉、合备用设备的直流电源3) 拉、合绝缘薄弱的,运行中经常发生接地的回路4) 按先室外后室内的顺序拉、合断路器的合闸的电源5) 拉、合载波室通信电源及远动装置电源6) 按先次要设备后主要设备的顺序拉、合信号电源,操作电源及中央 信号电源7) 试解列充电设备8) 将有关直流母线并列后,试解列蓄电池,并检查端电池调节器9) 倒换直流母线4.3寻找接地时应注意的事项(1) 寻找接地时,应由2人进行试拉、合继电保护、操作电源、自动装 置及信号电源等重要的直流负荷时,事先应取得调度许可,必要时根据 规程规定由运行人员退出相应保护的掉闸压板,查找无问题后按调令 恢复保护2) 对各分支线采用取下熔断器寻找接地点的方法时,应先取下正极, 后取下负极;给上时,先给上负极,后给上正极3) 试拉的直流负荷与其它部门或专业有关时,应事先与对方联系4) 试拉各设备的直流电源时,应密切监视一次设备的运行情况及有关 仪表指示的变化情况无论回路有无接地,断开直流回路电源的时间一般不得超过3 s,但集 成电路和微机保护的直流电源拉开10 s后才允许合好。

即使回路有接 地,也应先合上,再设法处理5) 需拆接端子线头时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) 对于电容补偿装置查找直流系统接地,应注意以下事项:在电容补偿装置运行中,查找直流系统接地时,如需判断带有补偿 电容的控制回路有无接地时,则必须将具有公共负极的补偿控制回路全 部断开,而不能只断开一个回路,否则会由于电容器上的残余电压造成 接地假象而误判断图2所示为具有两个补偿电容的控制回路其负极连接在一起当 断开1S(I路)时,如I路负极接地(K2点),则通过负极连接线将接地点引 至负极母线,检查装置仍反映为负极接地现象若I路正极接地(K1点),此时虽已将接地点断开,但由于C1上的残 留电压仍为母线电压,C1的负极的连线和负极母线相连,故负极对地电 压为cl两端电压,检查装置反映的仍为正极接地现象,因此将被误判断 为接地点未切除只有将I、II路开关全部断开,使控制回路负极和母 线完全断开时,检查装置才能正确指示当已判明接地点在I、II回路时,可用下述方法进一步寻找接地如为负极接地,可断开其中一路补偿电容与负极母线的连线,并将 该路控制开关断开,若接地现象消失,则为该路接地;若接地现象未消 失,则为另一路接地。

如为正极接地,可先断开其中一路的开关,然后用电容检查转换开 关切换,将电容器进行放电,若接地现象消失,则为该路接地;反之为 另一路接地5 利用仪器查找直流接地故障的开展在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地,接 地故障随气候和环境变化而变化,动态型故障难以查找直流电源接入 的控制回路、保护回路、信号回路以及其他回路纵横交错,十分复杂, 所以查找直流系统接地一直是困扰运行人员及检修人员的一大难题近 几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展,过去那种“拉回路”“断 保险”查找直流接地的方法,已经不能适应电力系统一、二次回路在安 全性方面的要求发电厂和变电站的扩建,使得二次回路越来越复杂, 系统本身已存在大量事故隐患,通过拉回路查找直流接地可能导致更大 的事故近年来出现了各种电子式直流接地故障探测仪和自动报警装置,具 有灵敏系数高和自动巡检功能,现在唐山供电公司各变电站运行的主要 有武汉琴台电子研究所的WZJ型和WZJ-F型、浙江星炬电力电子有限公司 生产的WZJD-5A型微机直流绝缘监测仪,在实际运行中效果较好以上型号的电子式直流接地故障探测仪和自动报警装置一般适宜 在新建站采用,为了在未加装此类装置的变电站中快速、准确地查找直 流接地,重点解决直流系统间接接地、非金属接地、环路接地、正负同 时接地、正负平衡接地、多点接地等故障的准确检测,根据工作的需要, 我们购置了一台ZJDT. T0P5Q便携式直流系统接地故障定位装置。

该装置根据直流系统接地故障的情况,将装置的信号发生器接到靠 近蓄电池输出端的正、负母线和地线上操作方法是将钳表钳在直流配电屏屏面上的各个保险的出口线上, 如果检测结果为“非接地”,则说明该扎直流电源的回路均无接地故障 如果该扎线检测结果有“接地”,再分别钳各个回路,检测方法同上在直流配电屏的电缆出口处,对每条电缆分别钳住查找,如果在“快 速”期间,显示为“非接地”,说明该回路无接地故障;显示为“接地”, 说明该回路有接地故障,且故障较为严重,并参考“绝缘模拟指示”的 亮灯情况进行判断直流系统馈电网络有许多支路,可根据经验判断容易发生故障的薄 弱支路,将钳表钳在该支路的始端,即馈线出处(馈线出口保险处)如 果测得显示结果为“非接地”状况,可继续查找其它馈线支路,直到检 测出馈线支路的显示结果为“接地”状况,再经检测确信后,即可判断 出故障支路对多条回路接地,从“绝缘模拟显示”接地较严重的回路 查起假设检测出第N馈线支路有故障后,欲进一步寻找馈线支路以下的 各个分支路时,可继续按照上述步骤,用钳表对各个分支路进行检测 对走向较远的回路,为提高检测精度,可把信号发生器接在离故障区域 更近的支路直流保险出口处,有直流小母线的地方,可将信号发生器接 在直流小母线上,接法同总母线相同。

检测出接地支路后,对具体接地故障点进行定位检测在检测时, 采取二分法进行故障区域的检测定位在每次检测后,故障区域均按二 分取点方式进行下一检测定位,以便迅速地检测出具体的接地故障点; 假设在A处检测时有接地状况,在B处检测时没有接地状况,就可以判断 接地故障点在A—B之间同时可根据馈线电缆走向和设备连接情况,对 故障支路的各个馈线入口进行分别检测,找出故障支路如果故障发生在N馈线支路上的小分支,可采用同样方法检测假设系统有多个接地故障,或者正、负直流母线均有接地故障,可 先检测接地故障较严重的(正或负)接地故障在支路检测中,装置会自 动探测出接地故障较严重的支路,然后检测出接地故障点,排除后再进 行其他支路的检测,并将接地故障点逐一检测排除直流系统的单个支路(回路)如果有多个直流电源相连(连接成闭环 系统),如果现场条件允许,建议在检测时断开各个连接压片,以提高 检测灵敏度,也可利用“绝缘模拟指示”的微小差异,分开实际接地回 路和通过环路形成的虚假接地回路检测时,应将信号发生器正确接入直流母线,或接人其他支路(正、 负、地均应接),使信号发生器始终接在直流支路的电源端,而故障检 测器和钳表始终在直流支路的负荷端进行检测。

否则将降低检测准确 度另外,不论是固定式还是便携式直流系统接地故障定位装置,均需 不断总结使用经验,结合寻找接地点的一般原则和注意事项,做好直流 接地查找工作6施工、改造及运行维护中减少直流接地的方法6.1 加强工作班成员的技术培训,增强责任心,施工、改造中提高施 工工艺和工作质量在变电站安装施工和改造过程中加强工作班成员的安全教育和标 准化作业的培训,工作前认真进行技术分析和危险点源分析,使工作班 成员提高安全意识和技能,熟知工作流程,提高施工工艺1) 敷设电缆时要按照分层、分交直流、动力的原则,强弱电分开,避 免干扰敷设电缆尤其是长电缆过程中要统一指挥,做好配合,防止施工中 新电缆受过度拉力和磨损受到损伤2) 加强施工过程中电气焊的管理,必须由持有电气焊特种作业证的人 员进行使用,使用中要清理好现场杂物,做好相应措施,防止电气焊火 花或熔化物引燃杂物烫伤电缆,防止造成新电缆、运行中的电缆绝缘损 坏3) 增强责任心,提高工作质量二次人员要认真检查回路,必须拆二次线时要做好标记,二次线头 裸露部分用绝缘胶布包好,接线时二次线头裸露部分应符合要求,不应 过长现在施工用的电缆绝大多数是带屏蔽层的电缆,要做好电缆屏蔽 的施工工艺,防止电缆屏蔽层过长,距离端子排近造成直流接地。

在变 电站场区敷设电缆时埋深要符合要求,在电缆上面要盖电缆盖板,防止 场区施工时误伤已敷设电缆做好工作回检,防止小金属零件如二次线 头、螺丝、垫片等掉落在元件上造成直流接地故障6.2全封闭开关柜小母线加热缩或绝缘护管随着35 kV、10 kV机械室全封闭开关柜的大量使用,各开关柜之间的连 接电缆如直流控制、合闸、保护、交流、电压等电缆基本被取消,取而 代之的是通过多根小母线来连接,35 kV. 10 kV出线全封闭开关柜种类 也较多,如XGN固定式、KYN手车式等,因为有的型号如XGN型开关柜较 宽,使柜间直流小母线也较长,小母线连接处大都是通过连接管用螺丝 紧固连接,在长时间的运行中,由于铜材质小母线自身重量的影响,再 加上炎热夏季的高温,小母线热胀冷缩有不同程度的弯曲、变形,造成 直流小母线与开关柜体相接触,从而造成直流接地或母线间短路,这种 现象分别发生在唐山供电公司管辖的后屯、河沿庄、大城山、苑南等变 电站为此,提出建议将开关柜直流小母线外加热缩或绝缘护管,以增 强绝缘水平,此建议经采纳,取了良好的效果6.3加强断路器、隔离开关、手车等一次设备的运行维护管理 严格执行断路器、隔离开关等具有机械传动部分设备的操作规程, 避免因操作不合理造成接地故障。

对手车开关的活动部位采取措施提高 其绝缘性能,如用绝缘材料包裹其线头部分等,避免因其随手车活动引 起接地6.4加强直流系统特别是蓄电池系统的巡视和日常维护对直流系统要按照巡视周期认真巡视,对直流系统中的充电机、直 流母线、蓄电池等做好日常维护,保持蓄电池的清洁,对极板的渗液及 时处理,并加涂凡士林 6.5加强直流控制电缆的检查维护和二次线的清扫保持二次线的清洁,防止积尘过多加强对运行年限长的设备的维 护,对绝缘老化,已不能满足对地绝缘电阻要求的控制电缆和有关二次 设备及时更换对室外容易发生直流接地的端子箱、瓦斯接线盒和刀闸 辅助接点接线盒等做好防雨措施,防止潮气浸入,使端子锈蚀 6.6做好端子箱等处的封堵检查做好端子箱、机构箱、机械室、电缆沟、主变瓦斯接线盒等处的封 堵检查,防止小动物爬人或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故 障直流系统接地故障分析与处理[摘要] 从直流系统常见接地故障说起,结合直流系统接地危害,分析 各种类型接地故障特点,阐述直流系统接地的处理方法[关键词] 直流系统;接地故障;分析;处理直流系统是变电站的核心设备之一,直流系统运行安全与否直接影 响变电站的安全、可靠、稳定运行。

运行实践证明,直流系统接地的危 害不仅能使继电保护装置误动、拒动,甚至会造成采用直流控制的一次 设各误动,拒动,严重危及电力系统安全稳定运行直流系统的用电负 荷极为重要,供给继电保护、自动装置、控制、信号、计算机监控、事 故照明、交流不问断电源等,对供电的可靠性要求很高直流系统的可 靠性是保障变电站安全运行的决定条件之一一、直流系统故障接地的分析直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长所以,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,或年久失修、严重老化 或存在某些损伤缺陷、如磨伤、碰伤、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、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,掉落在带电回路上二、直流系统接地故障的危害直流按地故障中,危害较大的是两点接地,可能造成严重后果直 流系统发生两点接地故障.便可能构成接地短路,造成继电保护,信号、 自动装置误动或拒动,或造成直流保险熔断,使保护及自动装置、控制 回路失去电源。

在复杂的保护刚路中同极阿点接地,还可能将某些继电 器短接,不能动作于跳闸、致使越级跳闸1、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,若这砦回路再发生一直接地, 就可能引起误动作两点接地还可能造成误合闸,误报信号2、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两点接地开关也可能合不上直流系统接地故障,不仅对设各不利,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1)直流电源为220伏者接地在50伏以上;2)直流电源为24伏者,接地在6伏以上;3)直流接地电阻在25K Q及以下者三、各种类型接地故障特点分析(一)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25KD时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,一般不有会告警,电压偏移也不多, 第二点60KQ接地,并联后60 // 80=35KQ,高于一般绝缘盟察设定的 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70KQ,则第 三点并联后直流接地电阻为70 // 35=20KQ,这时必然会引起接地告 警多点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,fi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 备发牛接地时,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PT或AC220V,其一端是接地的)电源引起的接地称为有 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.并引起保护误动交流电流流向非 接地母线的对电容时,还将通过蓄电池,对蓄电池的寿命不利交直流串电接地,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 找商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 起的接地四、直流系统接地故障的处理查找直流接地故障的一般顺序和方法: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,操作电源尽量用蕾电池带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: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断合充电州路:⑥断合台闸回路;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k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五、查找接地故障时的注意事项1、 瞬停直流电源时,应经调度同意,时间不应超过3秒钟,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记6、使用仪表检查时,表计内阻应不低于2000欧/伏7、查找故障,必须二人及以上进行,防止人身触电,做好安全监护8、防止保护误动作,必要时用瞬间断电法来进行操作电源前,解除可 能误动的保护,操作电源正常后再投入保护。

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