一、關于直流系統(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極。交流電源是無極性電源，電力系統(tǒng)交流電源有一個真正的“地”，這個地也是電力系統(tǒng)安全的一個重要概念。為了系統(tǒng)安全，變電站、發(fā)電廠所有設備的外殼都會牢牢的接在這個“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點的概念，這個地與交流的“大地”是截然不同的。如果直流電源系統(tǒng)正極或負極對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，這時我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負接地故障。

2、直流系統(tǒng)為什么會接地？發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在發(fā)電廠、變電站建設施工中或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是一個薄弱環(huán)節(jié)。投運時間越長的系統(tǒng)接地故障的概率越大。

3、直流系統(tǒng)接地的危害

（1）接地分類:由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡連接比較復雜，其接地情況歸納起來有以下種種：按接地極性分為正接地和負接地；按接地種類可分為直接接地，亦稱金屬接地或全接地和間接接地，亦稱非金屬接地或半接地；按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環(huán)路接地和絕緣降低或稱片接地。

（2）、正接地可能導致斷路器誤跳閘由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發(fā)生正接地時可能導致斷路的跳閘，如圖所示，當圖中的A點和B點同時接地，相當時A、B兩點通過大地連起來，中間繼電器KM必然動作造成斷路器的跳閘。同理，當圖中的A點和C點同時接地，和圖中的A點、D點同時接地均可能造成斷路的跳閘。

（3）、負接地可能導致斷路器的拒跳閘:如圖所示，當圖中的B點、E點同時接地，這B、E點通過地連通后，將中間繼電器KM短接，此時如果系統(tǒng)發(fā)生事故，保護動作，由于中間繼電器KM被短接，KM不動作，斷路器不會跳開，產(chǎn)生拒動，使事故越級擴大。從以上分析看出，直流系統(tǒng)如果僅僅是一點接地，對二次回路不會造成事故，如果有兩點接地，就可能發(fā)生斷路器誤動或拒動。就動作的實際情況看，當直流系統(tǒng)監(jiān)測回路發(fā)出預告信號報警，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，應立即排除。二、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，這就是我們常說的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個點，可能是多個點，或者是一個片，真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的。更多的會由于空氣潮濕，塵土粘貼，電纜破損，或設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)場查找直流接地是一個較為復雜的問題。

1、查直流接地的方法

（1）、拉回路法：這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應小于三秒。一般先從信號回路，照明回路，再操作回路，保護回路等等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路已沒有一個嚴格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應用，微機保護由于計算機的運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”可能導致控制回路和保護回路重大事故發(fā)生。

（2）、直流接地選線裝置監(jiān)測法這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術上它受監(jiān)測點安裝數(shù)量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝，對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。如果能有一種在監(jiān)測點上不受限制，檢測精度較高，選線準確的直流接地選線裝置，應是一種的選擇。 

（3）便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法該裝置是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應用的產(chǎn)品。該裝置的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障。*可以避免再用“拉回路”的方法，大大提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多，但真正好用的產(chǎn)品很少，絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。三、查找直流系統(tǒng)接地故障的深層次分析據(jù)現(xiàn)場使用情況反映，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)接地說起，由于發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)是一個龐大的、復雜的直流電源網(wǎng)絡，所接設備多，母線、小母線層層分布，回路縱橫交錯，客觀上增大了查找直流接地故障的難度。

1、關于分布電容的討論我們知道電容的特性是對直流呈現(xiàn)開路，對交流呈現(xiàn)一定阻抗特性，其阻抗的計算公式Zc=1/2πfC其中f為交流信號頻率，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)電廠直流系統(tǒng)的對地分布電容情況是直流系統(tǒng)越大，回路越復雜，所接設備越多，系統(tǒng)呈現(xiàn)的對地分布電容也越大，我們曾對100KV、220KV和500KV不同電壓等級的變電站的直流系統(tǒng)做過測試，其分布電容大致呈現(xiàn)如表A所示。按現(xiàn)場運行經(jīng)驗，變電站、發(fā)電廠直流系統(tǒng)的對地分布電容還與發(fā)電廠、變電站的投運時間有關，投運時間越長的變電站，分布電容也更大，一般來說，如果查找直流接地的檢測裝置以疊加低頻交流檢測信號方式在直流系統(tǒng)上，假設點的交流信號頻率f=2Hz(目前絕大多數(shù)裝置都采用5Hz)，那么，直流系統(tǒng)的分布電容對檢測裝置所疊加的低頻交流信號.

2、對直流系統(tǒng)接地故障的定義標準的討論上面說過直流接地是指直流系統(tǒng)正或負極對地絕緣阻抗值降低到某個規(guī)定值或某個設定值時，我們稱直流系統(tǒng)發(fā)生了接地故障。電力系統(tǒng)對直流系統(tǒng)的接地故障目前尚無統(tǒng)一的標準，各個廠站按各自的要求將接地故障報警值按對地電壓不平衡情況定義。直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測普遍采用平衡電橋方式來判定對地絕緣，即為正或負對地絕緣降低時，平衡電橋失去平衡，絕緣監(jiān)測指示上正對地或負對地電壓會升高或降低。由于平衡電橋回路選用的電阻目前尚無統(tǒng)一標準。各直流屏生產(chǎn)廠家均有不同的平衡電橋電阻取值，就現(xiàn)場實際運行情況，平衡電橋的電阻取值從1K—36K不等，這樣僅僅用對地電壓的變化來說明接地故障的程度，顯然不是十分準確的。直流系統(tǒng)對地的絕緣情況，準確的說，應該用阻抗來衡量。發(fā)達國家的電力系統(tǒng)，對一座較大規(guī)模的發(fā)電廠、變電站，直流系統(tǒng)對地絕緣阻抗的報警值設定在50KΩ，目前我國一些全套引進進口設備，管理先進的個別發(fā)電廠（如大亞灣核電站），直流系統(tǒng)絕緣告警值仍沿用國外標準，設為50KΩ。事實上絕大部分的電廠、變電站，由于種種原因，其接地故障報警值一般設在5K—25K之間，有些甚至更低。這就形成一個直流系統(tǒng)接地故障的怪圈，運行水平高、管理嚴格的發(fā)電廠、變電站，比運行水平低、管理松散發(fā)電廠、變電站的直流接地故障概率似乎還高。個別運行水平低下的變電站一兩年也難有直流接地故障報警。其根本在于直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測平衡電橋電阻取值的巨大差異，造成對地絕緣整定值過低，無法真正體現(xiàn)實際的絕緣情況。哪怕斷路器因直流系統(tǒng)接地故障有過誤跳，也查不到事故真正原因。

3、關于多點接地及閉合環(huán)路接地，正負同時接地的討論　　多點接地、環(huán)路接地、正負同時接地是查找直流系統(tǒng)接地故障的難點，這類接地故障對系統(tǒng)危害更大。“拉回路”是難以拉出接地回路的。目前應用中的無論是直流接地選線裝置還是便攜式查找接地裝置，絕大部分都無力處理以上的接地。因為此類接地故障較為復雜，要求檢測設備具有相當高的精度，抗分布電容指標較高，否則就會出現(xiàn)誤報，使檢測無法進行。環(huán)路接地檢測時，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。同樣多點接地，無論是處于同一回路，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，檢測設備的精度顯然不夠。如果檢測設備的抗分布電容干擾指標不夠，還可能會出現(xiàn)更多誤報。正負同時接地，目前大部分直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測，已不能有效的報告接地故障，平衡電橋方式判定出的，僅僅是正接地故障和負接地故障，同時接地時對地絕緣的差值。因此，定期巡檢直流系統(tǒng)的對地絕緣，對運行安全要求較高的發(fā)電廠、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，提高查找檢測設備的檢測精度，解決受對地分布電容干擾大和多點接地、環(huán)路接地的誤報問題。四、怎樣正確選擇直流接地故障查找地裝置按現(xiàn)場的運行經(jīng)驗，從上面分布電容產(chǎn)生的對地容抗經(jīng)驗數(shù)據(jù)分析，選擇直流接地故障查找地裝置，一定要嚴格掌握兩個重要指標，其一是裝置抗分布電容干擾，（目前絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家的設備都未列出該指標）。要求其抗分布電容干擾，對地分布電容系統(tǒng)值應大于或等于80MF，回路的對地分布電容系統(tǒng)值應大于或等于8MF；其二是檢測接地故障的對地阻抗值應大于或等于40KΩ。達不到上述兩個指標的直流接地故障查找地裝置，在現(xiàn)場應用中，對大部分的直流系統(tǒng)接地故障往往檢測不出，更不用說用作定期巡檢裝置。五、查找直流接地故障的技巧

1、查找及時。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)故障應立即查找。

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

3、按序查找，先信號回路，事故照明回路，再操作回路，控制回路，保護回路。先重點檢測絕緣情況較差的回路。

4、對環(huán)路供電的直流系統(tǒng)應先斷開環(huán)路開關，如果客觀上已斷不開的環(huán)路（此類情況現(xiàn)場情況很多），應對檢測到的接地故障回路（環(huán)路接地，表現(xiàn)出來一般都是兩個以上回路）其接地精度仔細分多樣，找出接地更嚴重的回路，繼續(xù)查找。

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

現(xiàn)場用的設施中，絕大部分都是以電作為能源的，隨著水平的提高，接觸電氣設施的人越來越多，而這些人的安全用電知識和技能水平又相對偏低，不能辨識危害和危險，在遇到觸電事故后又缺乏及時有效的急救措施，因此在安裝用于電氣設施過程中易發(fā)生觸電傷亡事故。

據(jù)統(tǒng)計每年因觸電事故死亡人數(shù)都占到全部事故死亡人數(shù)7％以上，經(jīng)濟損失更大，加強現(xiàn)場安全用電，防止觸電事故的發(fā)生刻不容緩。從事施工現(xiàn)場安全管理校準多年，在現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)很多用電設施、設施校準環(huán)境很差，經(jīng)常和水、泥漿打交道，由于維修保養(yǎng)不及時，破損、老化嚴重，造成用電設施、設施絕緣特性下降，而現(xiàn)場電工對這些用電設施、設施不能定期進行絕緣電阻測試，如果這類用電設施、設施保護裝置特性差的話，操作人員校準過程中極容易造成直接觸電事故。

因此，良好的絕緣是保證設施和線路正常運轉的必要條件，也是防止觸電傷亡事故的重要措施。

而直流絕緣檢測裝置不同于傳統(tǒng)的兆歐表，檢測準確度高更加智能化為設備的良好運行打下基礎防患于未然及時的測量并排除一點接地防止出現(xiàn)兩點接地對人身和設備造成損傷

由于直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡連接比較復雜，按接地極性可分為正接地和負接地;按接地種類可分為直接接地(亦稱金屬接地或全接地)和間接接地(亦稱非金屬接地或半接地);按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環(huán)路接地和絕緣降低。根據(jù)研究表明正接地可能導致斷路器誤跳閘，由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發(fā)生正接地時可能導致斷路的跳閘。負接地可能導致斷路器的拒跳閘。

僅對直流系統(tǒng)的接地故障給出報警，不能指示故障所在的直路和接地電阻值，功能過于單調(diào)?，F(xiàn)場維護人員排除故障時，通常采用人工拉路法。依次短時拉開直流屏所供直流負荷各回路。當切除某一回路時故障消失, 說明故障在該回路內(nèi)?？刹僮餍员容^差，特別是對于重要負荷，短時拉閘都是不允許的。因此，采用該方法的檢測裝置只適用于很低端的配電房的直流柜系統(tǒng)。

對直流系統(tǒng)接地故障的分析與處理

    直流系統(tǒng)的用電負荷極為重要,供給繼電保護、控制、信號、計算機監(jiān)控、事故照明、交流不間斷電源等，對供電的可靠性要求很高。直流系統(tǒng)的可靠性是保障變電所安全運行的決定條件之一。   

    一、直流系統(tǒng)故障接地的分析   

    直流系統(tǒng)分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。分析直流接地的原因有如下幾個方面：   

    1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化?；虼嬖谀承p傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。   

    2、二次回路及設備嚴重污穢和受潮、接地盒進水，使直流對地絕緣嚴重下降。   

    3、小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路；某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。   

    二、直流系統(tǒng)接地故障的危害   

   直流接地故障中，危害較大的是兩點接地，可能造成嚴重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地故障，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。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作于跳閘、致使越級跳閘。   

    1．直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發(fā)生一直接地，就可能引起誤動作。如圖：直流接地發(fā)生A、B兩點時，將1LJ、2LJ接點短接，使ZJ誤動作跳閘。A、C兩點接地時，ZJ接點被短接而誤動作跳閘。A、D兩點，F(xiàn)、D兩點接地，同樣都能造成開關誤跳閘。同理，兩點接地還可能造成誤合閘，誤報信號。   

    2、直流負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。如圖所示：直流接地故障發(fā)生在 B、E 兩點，ZJ線圈被短接，保護動作時ZJ不能動作，開關將不能跳閘且保險將會。D、E兩點接地時，TQ線圈被短接，保護動作時及操作時開關拒跳，同理，兩點接地開關也可能合不上。   

    直流系統(tǒng)接地故障，不僅對設備不利，而且對整個電力系統(tǒng)的安全構成威脅。因此，規(guī)程上規(guī)定直流接地達到下述情況時，應停止直流網(wǎng)絡上的一切工作，并進行選擇查找接地點，防止造成兩點接地。   

    1、直流電源為220伏者，接地在50伏以上。   

    2、直流電源為24伏者，接地在6伏以上。   

三、直流系統(tǒng)接地故障的處理：   

    查找直流接地故障的一般順序和方法：   

    1、分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。   

    2、若站內(nèi)二次回路有工作，或有設備檢修試驗，應立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除。   

    3、用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個不相聯(lián)系的部分。注意：不能使保護失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶。   

    4、對于不太重要的直流負荷及不能轉移的分路，利用“瞬時停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障。   

    5、對于重要的直流負荷，用轉移負荷法，查該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障，后隨時與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監(jiān)護并監(jiān)視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應按照下列順序進行：   

    ① 斷開現(xiàn)場臨時工作電源；   

    ② 斷合事故照明回路；   

    ③ 斷合同信電源；   

    ④ 斷合附屬設備；   

    ⑤ 斷合充電回路；   

    ⑥ 斷合合閘回路；   

    ⑦ 斷合信號回路；   

    ⑧ 斷合操作回路；   

    ⑨ 斷合蓄電池回路；   

    在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點，則應考慮同極性兩點接地。當發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應先解環(huán)，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除。   

    四、 查找接地故障時的注意事項：   

    1、瞬停直流電源時，應經(jīng)調(diào)度同意，時間不應超過3秒鐘，動作應迅速，防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長。   

    2、為防止誤判斷，觀察接地現(xiàn)象是否消失時，應從信號、光字牌和絕緣監(jiān)察表計指示情況綜合判斷。   

    3、盡量避免在高峰負荷時進行。   

    4、防止人為造成短路或另一點接地，導致誤跳閘。   

    5、按符合實際的圖紙進行，防止拆錯端子線頭，防止恢復接線時遺留或接錯；所拆線頭應做好記錄和標記。   

    6、使用儀表檢查時，表計內(nèi)阻應不低于2000歐/伏。   

    7、查找故障，必須二人及以上進行，防止人身觸電，做好安全監(jiān)護。   

    8、防止保護誤動作，必要時在順斷操作電源前，解除可能誤動的保護，操作電源正常后再投入保護。