6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會!

作者對蓄電池漏液等6種引起直流系統接地故障的現象進行了分析，闡述了其產生的原因、危害及處理辦法。尤其是隨著直流系統的發展而新出現的接地故障，如抗幹擾電容盒、故障錄波裝置及接線錯誤引起的接地故障，值得運行檢修人員關注。

直流系統接地是一類嚴重故障，須24小時內處理好。只有詳細了解各種接地故障的外在表現及產生的原因，運行檢修人員才能準確、快速查找和處理接地故障。下面將對6種少見且不易查找的接地故障現象進行分析。

1 蓄電池漏液

給保護設備等提供工作電源的直流系統，均配備有鉛酸電池，長時間運作後，由於電能液的滲漏，與放置蓄電池的金屬架接觸，將引起接地故障。

圖1 蓄電池接地故障

產生原因：①蓄電池長期過充電、過溫，導致殼體膨脹裂開；②殼體老化；③蓄電池底部微小顆粒，在應力的作用下，將蓄電池底部殼體頂壞。

現象：是一種特殊的兩極接地故障，採用拉閘判斷蓄電池是否接地時，要同時將正負極兩個熔斷器斷開，接地故障現象才會消失，斷開任何一隻，接地故障仍然存在，會導致誤判蓄電池沒有接地。如圖1中斷開熔斷器F1，接地故障與負極分離，但仍然通過熔斷器F2與正極相連。

危害：蓄電池漏液將使該蓄電池失去電解液，導致蓄電池失效，進而使整組蓄電池容量下降。

處理：將漏液的該單體蓄電池退出運行。

2 交流串入

廠、站直流系統，當中性點接地的交流電源串入時，將產生接地故障。如圖2所示。

圖2 交流串入引起的接地

產生原因：220V交流照明電源與PT57.8V電壓源，由於絕緣下降、誤碰、誤接等原因，串入直流系統。

現象：用公用表直流擋測量對比壓時，一極為0V，另一極則為母線電壓。而用交流擋測量對地電壓時，正、負極交流電壓相同，如220V AC等，表明站用交流220V火線串入到直流系統，直流對地電壓為0V的那一極，則為交流串入極，如圖2中為正極交流接地。

危害：可能引起保護等控制設備誤動[1]。如果是PT57.8V電壓源串入直流系統，還將導致ＰＴ電壓下降，使保護計算母線電壓時出現錯誤，產生越級跳閘等事故。

處理：斷開交流電源與直流系統的連接點即可。

３ 錯誤接線

當某負荷正負電源線分別接入I、II 段母線時，將發生兩段母線均出現接地故障。如圖３所示，Ｉ段母線正極接地，II 段母線負極接地。　　

圖3 錯誤接線引起的接地

該接地故障是重要變電站採用２套直流系統後，出現的新型接地故障。如廣東惠州某220kＶ變電站、浙江金華某500kＶ變電站均發生過上述接地。

圖３中，V1、V2分別為I、II段母線電壓，R1、R2與R３、R４分別為I、II段母線直流接地故障檢測平衡橋電阻，RＤ為跨接在I段正極、II段負極的負載總電阻，V1+、V1-、V2+、V2-分別為I、I母線的正極、負極對地電壓。

為便於計算，假定：V1＝V2＝V，R1＝R2＝R３＝R４＝R，可求出：

V1+=V*RD/（RD+R）..............（1）

V1-=-V*（RD+2R）/RD+R）..（2）

V2-=-V*RD/RD+R）.................（3）

V2+=V*（RD+2R）/RD+R）...（4）

VD=V*RD/RD+R）......................（5）

假設R＝50kW，RD＝5kW，V＝220V可計算出：

V1+=＝V2-=10V；V2+＝V1-＝210V；

VD＝２０V＝９.１%*母線電壓。

現象：２套直流系統同時接地，１套正極接地，另一套負極接地。接地極對地電壓相同。跨接２段母線的負載RD兩端的電壓為接地極電壓的２倍，並大大小於母線電壓。

危害：使圖３中負荷RD失壓，並將導致其拒動等。

處理：將負荷的電源線接入同一段母線。

4 抗幹擾電容盒

抗幹擾電容盒或開關電源進線，都配有圖４中所示電路，主要作用是防止高頻充電電源的各種幹擾信號進入微機保護,損壞微機保護的絕緣和元件。當圖４中濾波電容C３、C４、C５、C６發生絕緣下降或擊穿時，將引起直流系統接地故障。

圖4 抗幹擾電容盒接地

現象：該接地非常隱蔽，查找時要細心耐心。如浙江杭州某２２０kＶ變電站2009年元月發生抗幹擾電容盒接地故障，用了將近１個月的時間逐步更換電源板進行檢測才找出該接地故障。

危害：將使微機保護的抗幹擾能力下降，並可導致微機保護裝置故障。

處理：更換抗幹擾電容盒或該開關電源。

5 故障錄波屏

近幾年來，為了加強對直流系統的故障分析，大都要求故障錄波屏記錄直流系統母線電壓和正負機對地電壓。

圖5 故障錄波輸入迴路接地

對地電壓的取樣一般通過R1、R2、R3、R4分壓，如圖５所示。由於沒有統一規定，故障錄波生產廠家為了方便，採用的取樣電阻均小於100kW，這樣絕緣裝置將檢測出直流系統絕緣下降，有的變電站兩套直流系統並列運行後絕緣電阻更低。

危害：降低了直流系統的絕緣電阻及絕緣裝置的檢測靈敏度。

處理：提高故障錄波屏對地電壓取樣電阻值至2～３MW。這樣即可保證故障錄波的採樣精度，又不影響直流系統的絕緣。

浙江湖州供電局2009年某220kＶ變電站經常發生由故障錄波引起的接地故障。

6 平衡橋電阻損壞

無論是早期的絕緣監測繼電器，還是現在運行的微機絕緣監測裝置，都配有平衡橋電阻， 如圖６所示，直流系統正負極可接入一個電阻，即R1、R2。

一方面是為了將正負極對地電壓穩定在50％的母線電壓，防止一點接地引起保護誤動。另一方面，用於接地故障告警監測，當有接地故障發生時，絕緣裝置發出告警信號，告知運行維護人員到變電站現場處理接地故障，避免發生２點或２點以上接地故障，引起保護誤動或拒動。

圖6 平衡橋故障引起接地

現象：當正極平衡橋電阻斷開，將發生負極全接地，即負極電壓為０Ｖ，反之當負極平衡橋電阻斷開，則發生正極全接地，即正極電壓為０Ｖ。當正負極平衡橋電阻全部斷開時，對地電壓不穩定，有時正極偏低，有時正極偏低，有時２極都偏低。

產生原因：絕緣裝置平衡橋電阻選擇的功率太小，長期過熱導致電阻燒斷。

危害：該接地故障有時需要通過運行人員測量直流系統對地電壓才能發現，致使直流系統長期接地而不知曉，再發生接地故障可能引起保護誤動。

處理：這種由平衡橋電阻損壞引起的接地故障，由於不是系統真正接地，會導致運行維護人員浪費大量精力查找接地故障，但始終找不到接地點，值得大家注意,如果發生無法查找直流接地的原因時就要考慮平衡橋電阻損壞問題,通過更換正常的平衡橋進行檢驗。

此類接地故障在許多變電站都有發生。

7 結論

隨著直流系統負載、運行方式等變化，引起接地故障原因也將方式改變，運行維護人員應及時了解和充分認識各種接地各種的表象與危害，既要預防接地故障的發生，還要快速處理各種接地故障，以提高直流系統的運行可靠性，保安全證電力系統的安全運行。

本文編自《電氣技術》，標題為「6種接地故障現象與分析」，作者為盧純義、趙勝紅 等。