直流系统接地案例分析及风险防范

近期天气恶劣，梅雨持续时间长，空气湿度大，多座变电站不同程度出现直流系统绝缘降低或者直接接地的情况。一旦直流系统发生接地，可能会造成继电保护、自动装置或开关控制回路误动或拒动，或造成直流系统短路，将引发较大电网安全风险。本文分析了几起典型直流接地案例并提出了防范措施，值得大家引起警觉并学习借鉴。

直流系统在变电站中主要为控制信号、继电保护、自动装置等提供可靠的直流电源，一旦直流系统发生接地，可能会造成继电保护、自动装置或开关控制回路不能正确动作，严重影响变电站的安全稳定运行。

提高告警标准，将接地隐患防范于未然

当发生直流系统接地时，按照接地情况可以分为单点接地、多点接地、环路接地、绝缘降低等。单点接地可以分为直流正极接地和直流负极接地。直流正极接地可能导致保护及自动装置误动，直流负极接地可能导致继电保护、制动装置拒动。无论是正极接地还是负极接地，只要有一个接地，即对地构成了新的接地回路就要迅速排除，否则一旦出现二点或多点接地就会发生故障，乃至发生事故。

正常运行时，直流系统正、负极对地的绝缘电阻都是999K欧，当室外设备受潮后，导致直流系统绝缘下降。220V直流系统对地电阻告警值为25K，110V直流系统对地电阻告警值为15K。XX公司高度重视直流接地隐患治理，提高直流系统绝缘降低报警标准，设置220V直流系统对地电阻下降至40K欧时装置告警，110V直流系统对地电阻下降至25K欧时装置告警。在直流系统绝缘降低发展成接地之前将隐患消除。

近期天气恶劣，梅雨持续时间长，空气湿度大，省内6座500千伏变电站不同程度出现直流系统绝缘降低或者直接接地的情况。XX、XX出现直流系统绝缘降低至40K欧；XX直流系统正接地；XX直流系统正接地；XX直流系统整体绝缘下降；XX直流下降，负对地降至18K欧；XX变直流系统正接地。

下面以近期几个变电站直流系统绝缘降低或接地情况进行具体分析：

（1）500千伏XX、XX变电站：站内直流系统绝缘监测装置显示绝缘下降至40K，待观察后绝缘有所回升，恢复至可接受范围。根据以往经验判断，此次绝缘降低的原因应是室外刀闸机构箱的热偶继电器受潮。

XX站内报文告警I段母线正极接地

XX站内绝缘监测装置显示正极绝缘降低

（2）500千伏XX变电站：站内发生直流接地后，检查发现站内直流系统正极对地电压为1.1V，监控后台显示716刀闸位置处于不定态，如图所示。将716刀闸位置恢复为正常状态后，直流系统绝缘监测也同步恢复正常。根据现场情况可以初步推断此次直流接地是由于室外716刀闸机构箱受潮导致。

（3）500千伏XX变电站：站内发生直流系统接地后，二次检修人员检查绝缘监测装置，发现绝缘监测装置并无任何异常信号，现场量电位发现XX直流系统正极对地电压为0。使用直流接地检测仪器全站排查后，确定接地原因为#2母联汇控柜内#2母联密度继电器一节点受潮导致，拆除该节点后直流系统绝缘恢复正常。

（4）500千伏XX变电站：站内直流系统接地反复出现，并且情况较为复杂，检修人员多次去检查未查明接地点，现场只有直流总屏告警而无分屏告警。运维人员按照建议，待天气状况回转之后展开室外汇控柜门，情况有所好转。XX变电站直流系统整体绝缘下降，呈现多点接地现象，无明显直接接地点。根据现场进行分析，此次绝缘降低的原因与汇控柜内防火堵料盖过电缆芯有一定关联。

（5）500千伏XX变电站：站内绝缘监测装置报警，显示220kV#2小室对时装置负极接地，10分钟后监控后台上报对时装置失电告警动作，7分钟后返回。4小时后，直流接地告警信号返回，装置均恢复正常运行。根据以往经验判断，此次绝缘降低应该是由装置电源故障引起。

（6）500千伏XX变电站：站内绝缘监测装置报警，显示XX变直流系统II段母线正接地。经检查发现为#1主变中压测控信号回路正接地，进一步检查室外端子箱至359机构箱地刀分位的两电缆芯绝缘损坏，拆除后全站绝缘恢复正常水平。

根据以上具体分析，总结如下：

直流接地缺陷查找和处理具有一定困难性，随天气变化反复出现，且接地点查找具有困难，有时会有多点接地的情况出现。本次系列变电站直流接地大多数为室外机构内接点或电缆绝缘降低导致，一方面是因为电缆、接点年份较长，自身绝缘水平有所下降，另一方面主要是因为长时间降雨导致室外设备受潮引起或设备故障。

运检融汇一体，标准化治理直流系统接地隐患

直流接地缺陷处理需要多方面配合工作，建立标准化流程，应用运检一体化体系，强化直流接地缺陷处理能力和速度：

1. 在处理直流系统接地故障时，必须提前做好人员清场工作，特别是二次回路严禁有人工作。同时，处理直流接地故障，无论是查找故障点还是处理故障阶段都必须有两人以上才允许进行。在处理过程中，要防止引发直流短路或其它直流接地发生，避免故障进一步发展。做好具体安全措施，避免处理过程中造成保护误动作。

2. 判断故障位置要坚持先微机后人工、先外后内、先次后重、先信号再控制的原则。具体来说，在处理直流接地故障时，首先要利用直流系统绝缘监察装置查询故障位置，如果绝缘监测装置提供的信息不准确，再进行人工查找。

3. 运维人员应在第一时间收集报文和直流系统绝缘监测装置异常信号上报，二次班应急反映迅速组织抢修人员现场检查。如绝缘监测装置提供信息能准确定位故障回路则断开电源观察绝缘是否恢复。如绝缘监测装置无法提供准确信息，则使用直流接地检测仪排查全站直流回路，确定可疑接地回路，断开电源观察绝缘是否恢复。

4. 确定接地回路后，根据图纸，判断可疑接地点，采取断开相关接点方式判断是否为真实接地点。查明原因后，采取可靠绝缘隔离，与一次班组积极配合、安排人员协助并尽快消除接地点。

为了避免直流接地的反复发生，可采取下列防范措施以减少直流接地的发生：

1. 改善设备的运行环境，对运行环境温度不合格的场所，应加装空调。做好端子箱、开关机构箱、刀闸机构箱等柜体的封堵工作，柜门防雨措施完善。

2. 利用定期检验或变压器安装机会，全面检查变压器瓦斯继电器、油流继电器、油位计、温度计、压力释放器等是否均有防雨罩，接线盒安装是否牢靠，是否有密封圈，二次电缆是否按规定通道敷设，有无破损现象等。

3. 利用停电定检机会，更换户外设备二次回路中频繁操作或长期带电的易损元件。

4. 对于设备工艺不良或设计原因存在隐患，二次回路调试时，做到回路完整。既不留寄生回路，也要避免回路之间的环网或交叉，重视继电保护及安全自动装置定检项目中的清灰、除尘工作。

5. 技改或基建工程二次施工严格按图纸施工，施工前严格执行工程前图纸会审制度。防止二次回路直流I、II段混接，交直流混接，寄生回路等情况出现，导致直流系统异常。

6. 强化各变电站内直流系统、直流分屏和绝缘监测装置运行维护和检修，确保绝缘监测装置能有效反映站内直流接地点，便于检修人员迅速隔离接地点。