1、变电站直流接地故障测试仪的应用摘要：直流系统是变电站很重要的二级设备，它主要供给开关分合及控制、继电保护等提供可靠的直流操作电源，供操作、灯光信号、照明和通讯等设备使用，其性能和质量的好坏直接关系到整个电网的稳定运行和设备的安全。本文就针对直流系统在运行中发生一点接地的各种可能性进行分析，介绍了直流接地故障测试仪的应用，并提出直流接地查找的方法和步骤。 关键词：直流接地； 接地测试仪； 查找方法 中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A 前言 直流系统由于其电压低，回路分布广，故障概率较低，在变电站设备运行中，直流系统的监视往往被值班人员忽视。但是，一旦直流系统出现正或负极接地，就给运
2、行带来隐患，有可能会造成设备的误动或拒动，给系统的稳定性造成影响。所以，直流系统在运行中时值班员要加强监视和维护。 1 直流接地形式 直流接地根据接地点所处位置的不同，再加上各因素的影响，分为室内和室外两种形式，引起接地的原因有以下几种： 11 下雨天气引起接地 在大雨天气，雨水流入密封不好的户 Pl,-次接线盒，使接线桩头和外壳导通，引起接地。例如瓦斯继电器防雨罩脱落，雨水渗入接线盒，当积水淹没接线柱时，就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气，潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者绝缘包扎处的绝缘性能大大降低，从而引发直流接地。 12 挤压磨损引起接地 当二次线与转动部件(如 35 kV 和
3、 10 kV 开关柜仪表室的柜门经常开关)靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，导体与柜体连接会造成直流接地。 13 接线松动脱落引起接地 接在断路器机构箱端子排的二次线(如 10 kV 开关机构箱内的二次线或小车开关底板内的限位开关的二次线)，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合或推进、退出时接线头容易从端子中滑出，搭在金属架构上引起接地。 14 振动引起接地 弹簧操动机构在分合闸和储能过程中，振动比较明显，若各设备上端子接线松动，容易脱落发生接地。 15 误接线引起接地 在二次设备改造接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，
4、引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。 16 插件内元件损坏引起接地 现在使用的微机保护或自动装置中，为抗干扰，插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容，该电容击穿时引起直流接地。 17 一次设备辅助接点连接线 保护层磨损引起接地 220 kV 及以上断路器的 SF 密度控制器的连接线和隔离开关辅助开关的连接线的外包绝缘被穿线管磨破时，导线的金属部分和穿线管的金属搭接引起接地。 2 直流系统微机直流接地试应用 对于直流接地点的查找，相对有效的方法是试拉路法。虽然试拉路的方法已
5、经解决了许多直流接地的问题。但在试拉路过程中要造成直流回路短时问停电(3 S 以内)：一方面拉路时问不好把握；另一方面，电压等级高的变电站还要向调度申请，很不方便。所以，近年来针对直流系统又开发了许多测试装置，并且已经得到了应用。 21 直流系统微机直流绝缘监察装置的应用 随着科学技术的发展，直流系统的装置有了很大的发展，比如微机直流绝缘监察装置的使用，给直流系统接地查找提供了很大的方便。由于此装置选线功能可以显示接地的回路号，避免试拉回路的麻烦。微机直流绝缘监察装置在线监测的基本原理是用毫安级直流电流传感器，监测直流母线和各支路的绝缘状况，母线或支路发生接地故障时，根据传感器检测的结果，主机
6、内部的微处理器经过分析计算后，显示出接地回路号和接地电阻。但是，由于接地可能有高阻接地、交流串直流接地、低阻接地、瞬间接地、脉冲干扰、环路接地、单点多点接地等问题，所以，这种装置往往判断不准确。 22 便携式直流接地查找仪的应用 221 基本原理 仪器由信号发生器、故障查找仪组成，信号发生器在接地极与地之间发射一个双频率超低频电压信号(35 V，1 Hz2 Hz)，在故障点处产生一个泄漏电流。接收器接收故障电流计算出接地电阻值和电容值，并显示。仪器是由 8051 单片机系统、选频电路、放大电路 AD 转换、显示电路等部分组成，外界信号通过卡钳进入仪器，经过滤波、放大处理后进入 805 1 单片
7、机系统，经软件分析后送去显示。其原理如图 1 所示。 222 查找仪的使用 (1)仪器使用时应装入新电池。本机按微功耗的要求设计，两节新电池可以连续使用 24 小时以上。在使用过程中如电池出现电压不足的指示，应换新电池。 (2)根据被测支路的粗细，取一支卡钳和该仪器连起来，打开仪器开关，此时，液晶依次显示000、111、222、333、444、555、666、777、888，表示仪器工作正常。 (3)故障线路的判断方法：若显示为 1，则表示为正常线路。若显示一定的数据，则此线路为接地线路，具体某个分支路可以根据信号的大小来判断：故障点前的电流比较大，故障点后则检测不到电流。 若显示为 0，则该
8、线路的电容性电流较大，而电阻性电流则相对较小或无电阻性电流，该线路可能为正常线路，也可能为故障线路，须进一步向下查找。 故障支路的查找：用钳形探头分别钳在与故障母线相联的各个主回路上，并分别看液晶显示器显示情况。当液晶显示器显示一定数值时，便可确定故障出现在此主回路上，然后再用钳形探头分别检测与故障主回路相联的各分支路，通过液晶显示器状态确定故障支路，依次类推，用同样的方法便可找到最终的故障支路。 (4)找到故障支路后，可以顺电缆进一步查找，液晶显示数据突然消失的地方便是故障点。 (5)若很难找到故障点，而信号源前面板上选择又在低阻方向，把该开关拨向高阻方向，重新查找。 223 使用注意事项
9、(1)信号源应加在故障母线和地上。 (2)环形网供电的回路应将环网解开，再进行检测。否则，仪器在环网上检测到电流，并不能说明该线路一定具有接地故障。 (3)本仪器钳型卡钳只能卡直流回路不能卡交流回路。 (4)高阻接地故障查找时，应拆除绝缘监察继电器。 (5)个别系统由于充电机滤波效果不好，造成系统存在较大的工频干扰，查找接地点时应暂时退出充电机。 (6)当各个支路都无明显接地时，应注意接地点是否在供电部分，例如蓄电池、充电机等部位。 (7)在查找故障点的问歇，注意随时关掉查找仪的电源，以节省电池，延长使用时间。 3 接地查找注意事项 当采用直流接地查找仪仍不能有效判断接地位置时，如 35 kV
10、 电压等级的常规老变电站，特别是经过多次技术改造后，未留下图纸的变电站，二次接线混乱回路不清，一旦接地，查找一两天是常有的事，遇到这种情况，只能采用传统的试拉路方法进行查找，但是一定要注意以下问题： (1)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。 (2)不能采用任意拔一只熔断器(特别是负荷熔断器)的办法寻找故障点，这样易产生寄生回路导致保护误动作，是不可行的。 (3)对于不能停电的直流设备，必须事先用备用直流电源供电，以保证在拉路时该回路直流电源不问断。 (4)2I 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
11、流电源部分(直流屏、蓄电池组、浮充电机、连结电缆等)。为了避免在查找故障过程中给负荷造成较长时间停电，引起更大事故发生，在一般情况下应先用一套具有足够容量的备用直流电源(如备用充电装置)给负荷供电，再将有故障的直流电源与外电路脱离来查找故障。 5)有时接地故障发生在主控信号回路中，在这种情况下，当拉开该回路时，中央信号失去电源，直流绝缘监察装置的声、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。 (6)某一分支回路的电缆心线中，有属于控制、信号、闪光等回路用心线，当该电缆损坏接地时，接地故障可能同时在接于直流母
12、线上的控制、信号、闪光等回路出线。如顺着某一回路查找到电缆接地故障，其它回路故障就应怀疑是否也是由此引起。考虑到这种连带关系，往往能获得事半功倍的效果。 (7)查找接地故障前，应充分了解情况。如运行有无异常现象、回路有无工作、天气情况等。具体查找时，以先信号和照明部分后操作部分，先室外部分后室内部分为原则。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过 3 S，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。 4 结束语 直流系统的安全连续运行对保证发供电有着极大的重要性。由于直流系统为浮空制的不接地系统，如果发生两点接地，就可能引起上述装置误动、拒动，从而造成重大事故。因此当发生一点接地时，就应保证直流系统正常供电的同时准确迅速地探测出接地点，排除接地故障，从而避免两点接地可能带来的危害。应用直流系统接地故障测试仪，在不断电情况下更为准确的查找发电厂、变电站直流系统接地点的位置。并且对于各种类型的接地故障，都能迅速地查找出接地点，准确率可达 100%。参考文献： 1 毛锦庆等电力系统继电保护实用技术问答北京：中国电力出版社，2000 2 孙成宝等直流设备检修北京：中国电力出版社，2003 3 张希泰等二次回路识图及故障查找与处理北京：中国水利水电出版社，2005
