關于直流系統接地故障的原因分析與查找方法

直流系統是發電廠的重要組成部分，承擔著為控制回路、信號回路、繼電保護、自動裝置及事故情況下的直流潤滑油泵、密封油泵、照明等設備供電的任務。直流系統猶如人體內的控制神經一樣具有非常重要的地位和作用，對保證發供電設備的安全投運和可靠切除起著關鍵作用。
當直流系統發生一點接地時，由于沒有短路電流，熔斷器不會熔斷，仍可繼續運行，但必須及時處理；否則，當發生另一點接地后，便可能構成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作與跳閘、越級跳閘，以致損壞設備，擴大事故范圍，嚴重威脅系統的安全運行。直流正極接地有造成保護誤動的可能，直流負極接地有造成保護拒動的可能。
1、故障現象
2012年8月17日，某電廠（2*640MW機組）110V直流系統絕緣監測儀發接地告警，顯示負極對地電阻為0Ω，無法確定接地支路。現場用萬用表測量負極對地電壓為0.2V，正極對地電壓為116.8V，判斷本次接地為負極直接接地。此時1臺機組正值檢修期間，全廠僅1臺機組運行，消缺風險很大。直流系統中若出現兩點同時接地，就很可能造成繼電保護裝置、自動裝置等誤動或拒動，熔斷絲燒斷等故障，將帶來更大的風險與隱患。電廠經研究決定立即組成接地查找小組，開展接地點查找工作。
2、故障可能原因分析
接地查找小組通過對故障進行討論，確定故障原因可能有以下幾點：
1）基建的故障隱患。在基建施工時，由于施工及安裝問題導致的故障隱患，因直流系統的特點，在投產初期隱患不易控制和檢查，投運時間越長，系統接地故障的發生概率就越大。
2）外力損傷。直流回路在運行過程中不可避免地要受到檢查維護人員在工作過程中擠壓、移動及不當沖洗等外力造成的損傷。由于故障發生時#1機組正在檢修施工，且放電纜的工作量較大，因此，將此原因定為主要查找對象。
3）電纜質量原因。因市場供應的直流電纜設備質量參差不齊，質量不良的直流電纜成為一種直流接地的故障隱患。
4）自然原因。發電廠直流系統所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環境、氣候的變化、電纜和接頭的老化及設備本身的問題等而發生直流接地故障。由于發生接地時天氣晴朗，空氣濕度適中，可排除天氣影響造成的直流接地現象，但是由于直流系統熱控負荷的環境比較惡劣，此原因也定為主要查找對象。
5）絕緣測試儀未報出支路的原因有三個：直流系統母線段接地；直流系統兩段同時有接地；熱控電源柜內部負荷接地。
3、常用故障查找方法
常用的故障查找方法有：
1）通過測量正負極對地電壓，確定是正極還是負極接地。
2）對兩段母線進行區分，使查找的接地范圍不會擴大。
3）退出運行中有誤報現象的直流絕緣測試儀。
4）立即停止二次回路的施工或檢修試驗，并拉開其工作電源，看信號是否消除。
5）采用分段分部位拉路法來確定直流接地點。采用這種方法時，操作電源一定要由蓄電池供電，先停不重要的回路，如信號回路和照明回路等。由于直流接地回路一旦從直流系統中脫離，直流系統母線的正負極對地電壓就會出現平衡，因此，通常采用直流接地回路瞬間停電的辦法來確定直流接地點，這就是所謂的“拉路法”。但由于直流系統是不間斷電源，人們不能隨意對其停電，“拉路法”常造成直流系統控制或保護回路跳閘等事故。