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摘要：本文根据变电站直流系统的特点，阐述了直流接地的概念，并讲述了直流接地现象的危害，对直流系统的几类异常现象，提出了分析方法及相应的处理措施，为变电站运行人员及继电保护人员日常的工作提供参考。
关键词：直流接地；直流环网；交流窜直流
引言
变电站直流系统作为变电站的重要“后勤部队”，对供电的可靠性要求很高，直流系统的可靠、安全运行，为变电站一次及二次设备的健康稳定运行起着至关重要的作用，而在实际工作中，直流系统分布广，回路多，很容易发生故障和异常，其中最常见的是直流接地现象。本文将对变电站直流系统中的异常情况进行分析，并提出处理方法。
1直流接地的概念
在直流系统中，直流正、负极对地是绝缘的，当直流系统的正极或负极对地绝缘水平降低到某一整定值时，统称之为直流接地。根据DLT1392-2014规程中的规定，对于直流标称电压为220V直流系统，任意支路对地绝缘电阻值降低到25kΩ及以下，对于直流标称电压为110V直流系统，任意支路对地绝缘电阻值降低到15kΩ及以下，应视为直流接地。
2直流接地的危害
直流系统一点接地可能造成保护及自动装罝误动或者拒动，而两点接地，除可能造成继电保护及自动装置误动或拒动外，还可能造成直流保险熔断，使保护及自动装罝、控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸致，使越级跳闸，造成事故扩大。
当直流系统发生正极接地时，将有可能造成断路器的误动，因为一般跳闸线圈TQ（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，如果这些直流回路中再发生直流系统接地或绝缘不良时，跳闸线圈TQ就会直接接于正负极之间，有电流流过继电器，就会引起保护误动作。同样的道理，如果直流系统负极接地，跳闸线圈被短路，将有可能造成断路器的拒动。
直流系统如果发生两点或两点以上的接地情况时，将可能会导致断路器误动或拒动，甚是会造成控制回路电压空开跳闸，使直流控制回路失去直流电源。鉴于直流两点接地的危害，就需要设置直流系统对地绝缘监测装置，当直流系统对地绝缘严重降低或出现一点接地后，立即发出告警信号。当前的变电站直流系统通常都采用一体化电源设计，均配备有直流绝缘监测装置，通过不同的软件算法，用来实时监测直流系统的对地绝缘水平，当直流系统发生绝缘降低时，会第一时间发出告警信息，并自动选出哪条直流支路接地。
3直流接地的原因及处理
由于变电站直流系统的支路多，引起直流接地的原因可能有很多。而直流接地的根本原因是直流回路对地绝缘降低所引起。如机械振动、挤压，设备质量不良，绝缘材料不合格，绝缘性能低，直流系统绝缘老化，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)，均可引起接地或成为一种接地隐患。通过日常工作经验可知，在下雨天经常会发生直流接地，这种接地是由于户外二次接线盒的密封不好，使得水珠或潮气渗入，接线桩头和外壳导通接地；二次线与机械转动部件（如开关柜门或）靠在一起经常受到磨损，造成绝缘外皮损坏也会导致直流接地；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造成接地，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造成接地；另外二次接线松动脱落，抗干扰电容击穿等因素都会导致直流接地。同时，在施工过程中，二次线制作或敷设时伤害二次线的绝缘层，导致绝缘水平降低也会造成直流接地。
对直流接地的处理就在于找接地点。一般首先根据绝缘监测装置的指示或现场运行方式、天气影响等因素综合分析。如果找不出接地的还可以使用“拉路法”：依次、短时切断各直流馈线，观察接地现象是否消失。如果接地点在该支路中，直流母线的正负极对地电压就会平衡。如果接地现象没有消失，就恢复该馈线供电，接着断开下一条馈线。
采用“拉路法”通常智能确定某条支路发生了直流接地，但是却不能找到具体的直流接地点，通常需要借助专门的直流接地查找测试仪，通过直流接地查找测试仪，可以较快的定位到直流接地点，从而将直流接地点消除。
4直流环网
直流环网也是直流系统异常情况的一种。为了提高可靠性，重要变电站或发电厂都会采用两组蓄电池和两个或以上充电机。正常情况下，这两组蓄电池是分开运行的，构成两组相互独立的直流电压系统。所谓直流环网，就是指由于某些原因，这两套独立的直流系统出现了电气连接。
发生直流环网后通常会有以下特征，我们可以对照加以判断：
A.两套绝缘监察装置均发直流接地信号；
B.两组直流系统，一组为正极绝缘降低，另一组为负极绝缘降低，对地电压的绝对值接近，一般不为零；
C.找到接地支路后，拉开任一组直流小开关后，两组直流系统的接地现象会同时消失。
5交流串直流
除了直流接地、直流环网之外，还有一种比较严重的就是交流串直流。正常情况下，直流系统和交流系统为两个相互独立的系统。直流为不接地系统，而交流为接地系统。交流串直流就是指两个系统发生了电气连接，交流系统串入直流系统，使直流系统接地。通常发生交流串直流有可能会导致开关直接动作跳闸。
若交流电源从直流系统的负电源侧串入，由于交流电源部分的电压波形有过零点，所以装置检测出“正、负两极同时接地状态”。并且交流电流可以通过电缆对地电容形成回路，引起断路器直接跳闸，即所谓的保护“无故障跳闸”。
若交流从正电源侧流入直流系统，同样的原理，绝缘监测装置检测出“正、负两极同时接地状态”。电缆对地电容加上充电装置滤波电容，比从负电源串入的容抗值要大一些，故交流从正电源侧串入比从负电源侧串入“无故障跳闸”的概率要稍低一些。
笔者此前曾遇到了一起由交流串直流引起的故障：故障的起因是不间断电源（简称UPS）装置内部元件老化故障，内部电路板绝缘破坏，导致UPS装置内的交流串入直流馈线屏内直流，引起直流系统绝缘监测装置告警，经过反复查找和分析，最终排查出故障点，将此UPS装置的交流电源临时解除后，才恢复了直流系统的正常运行。由于处理及时，此次的交流窜直流故障未引起直流系统故障和开关直接跳闸的重大事故。
因此，国家电网公司《十八项电网重大反事故措施》中规定：应加强对直流系统的管理，防止直流系统故障，特别要重点防止交流电混入直流回路，造成电网事故。在现场施工过程中，交直流回路严禁共用一根电缆，一则为了防止发生交流串直流，二则防止相互干扰。
6结束语
变电站直流系统的运行稳定直接关系到变电站继电保护及自动化装置的安全稳定运行，为了确保直流系统的可靠运行，需要从变电站直流系统的安装施工到后期定检维护全周期管控，特别是对于主变非电量、开关机构、刀闸机构、室外端子箱及智能柜等工作环境比较恶劣的部位，应做好封堵和防潮及加热措施，在对继电保护装置及自动化装置进行定期检验过程中，要重点对二次电缆线芯的绝缘进行试验，对于绝缘水平降低的应及时采取措施或予以更换。对于这些室外运行环境比较恶劣的二次设备，由于下雨渗水，很容易产生直流接地，对此类二次部位应加强密封，加装防护罩，既可防雨又可防止误碰防止直流接地现象的发生。同时，需要规范现场二次接线，提高现象施工接线工艺标准，特别是检修电源或临时电源的接线，防止交直流混接，以免造成直流系统异常。
参考文献：
[1]国家电网公司.国家电网公司十八项电网重大反事故措施（2012修订版）[S]
[2]DL/T1392-2014.直流电源系统绝缘监测装置技术条件[S]
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[4]李浩.发电厂直流系统接地危害及处理方法[J].科技创新导报.2011（16）:91