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发电厂直流系统接地分析及查找方法

一、 概述
直流系统在发电厂是一个特殊的供电系统，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响,是独立的供电电源，具有运行稳定、供电可靠性高的特点。在发电厂中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源.直流系统的可靠与否，对发电厂的安全运行起着至关重要的作用,是发电厂安全运行的保证。
但是，直流系统在运行中通常会发生一点接地，因不会产生短路电流，所以可继续运行，但必须立即查找接地点并尽快排除，防止发生另一点接地引起断路器、继电保护及自动装置误动或拒动，从而造成严重的电力事故.

二、 直流接地形成的原因及危害
1、直流系统接地原因
直流系统在发电厂中因其分布范围广、应用广泛、与户外端子箱、操动机构等连接较多,容易受粉尘、潮湿、腐蚀等环境因素的影响而造成直流元件绝缘降低、甚至破坏，发生接地故障。直流系统接地形成的原因通常为以下几个方面：
1） 外力损坏
由于直流电缆线芯较细、机械强度较小，在外力作用下,极易造成损坏，形成接地.如直流电缆敷设、接线等工作中因方法不当造成电缆绝缘受损；同时，在二次回路中，直流元件绝缘性能低也会造成接地故障。如断路器操作线圈烧损等。
2） 环境因素
环境因素是造成直流接地最常见的情况。因直流负荷、操作机//端子箱等通常分布在锅炉房、户外等环境较为恶劣的地方，受粉尘、雨水、大风、酸碱腐蚀等影响，极易使直流系统绝缘下降或端子箱进水、受潮引发直流接地。
3） 安装设计
在系统安装时,未按照反措要求进行设计、安装，出现交流、直流公用一颗电缆的现象，因交流系统为接地系统,所以极易导致交流串入直流系统形成接地。同时对绝缘性能较差的电缆接头的处理不当也是发生接地的常见原因。
4） 人员操作
作业人员在二次回路工作中出现失误，误将直流电源与其他接地设备触碰而造成接地；另外因检修质量原因,未在室外设备上加装防雨罩等防雨设施、直流线头裸漏也会造成接地故障。
2、直流系统接地的危害
直流系统接地分为一点接地和两点接地两种情况，其中一点接地包括正极接地和负极接地.直流系统发生正极接地有造成保护误动作的可能。因为电磁操作机构的跳闸线圈通常都接于负极电源，倘若这些回路再发生接地或绝缘不良就可能会引起保护误动作。直流系统负极接地时，如果操作回路中再有一点发生接地，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护或断路器拒动，或烧毁继电器，或使熔断器熔断等。
在直流系统中,正负极对地都是绝缘的,在发生一极接地时由于没有构成接地电流的回路，因此不会产生接地电流,也不引起任何危害。但一极接地长期运行是不允许的，如果在同一极的另一点又发生接地时，就可能造成信号装置、继电保护或控制回路的不正确动作。发生一点接地后如再发生另一极接地将造成直流短路。两极两点同时接地将跳闸或合闸回路短路，不仅可能使熔断器熔断，还可能烧坏继电器接点.

三、 查找直流接地的方法
查找直流接地时首先必须确认接地极是正极还是负极，接地电压值是多少，然后再进一步判断、查找.查找直流接地的方法通常有两种：便携仪器查找和拉路查找。两种方法各有特点，应结合使用。通过便携仪器查找可快速确定接地范围、缩小查找范围；拉路法可进一步确定接地点，从而达到消除接地故障的目的.因直流系统一点接地不允许长时间运行，通常规定不查过2小时。所以，在发生直流系统一点接地故障后,应迅速开展查找工作，尽快找到接地点,并隔离消除,防止发生两点接地，造成严重的设备事故。
1、直流母线发生接地时应立即询问相关专业有无启、停设备,如正好有设备启停，则可通过设备切换，盘段是否为启停设备接地。如没有设备启停,应立即使用仪器判断接地范围。
2、使用仪器查找接地其原理为：通过信号发生器向直流系统接地极输入接地信号电流,再通过钳形电流表逐一对各配电柜进行接地信号电流检测,当检测到一柜有接地信号电流，而下一柜无接地信号电流时，即可判断接地点在该柜内，然后在该柜内使用拉路法进行确认接地点。工作原理图如下：
+KM

-KM
信号源
接地信号电流
#2支路测得短路信号电流
01
02
03

3、如二次回路上有工作,或有设备检修试验，应立即停止，拉开其工作电源，看接地信号是否消除;
4、对于直流母线分段的，可先将母线分段检查，以缩小查找范围；
5、利用瞬间停电的方法,断开直流负荷，查该分路中所带回路有无接地故障，然后逐级向下查找.查找应按一下顺序进行：1）断合事故照明回路；2）断合信号电源;3）断合附属设备；4）断合充电回路；5）断合合闸回路；6）断合操作回路；在进行上述各项检查后仍未查出故障点，则应考虑接地点发生在蓄电池回路或直流屏。
6、直流母线有两点以上同极性接地时， 应按照事先排好的顺序,逐路停止，当接地信号消失后，逐路重新送电，当送上某一路负荷，接地信号又发出时，说明此路负荷有接地，重新将其停止，再送下一路负荷，依此类推，直到找出全部接地点.

四、 查找直流接地注意事项
1、查找接地故障前应检查运行设备有无异常现象//回路有无工作、天气情况等。使用拉路法查找直流接地，如遇天气不好时应先拉户外负荷；
2、查找直流接地过程中，在取下运行设备的直流熔断器时，应先拉正极后拉负极，合熔断器时与此相反.
3、用拉路法选择直流母线接地时不能造成短路或另一点接地，且拉路时间不宜太长。查找和处理时必须有两个人协同进行，合理安排好查找顺序,拉路前应采取必要的措施,以防止失去直流电源，可能引起保护及自动装置的误动；同时要做好安全措施和监护工作，防止人身触电.
4、瞬间直流电源停电时应经值长同意，并通知相关人员密切监视设备参数，断合直流动作要迅速，设备直流电源通常为两路设计，如拉开设备直流电源后接地信号消失,应确保另一路直流电源正常供电,防止设备失去直流电源时间过长。
5、查找直流接地时，有环路的应先将环路解除，再进一步进行查找、消除。
6、为了防止保护误动作，造成不必要的损失.必要时在断开设备的操作电源前，应短时解除可能误动的保护，操作电源正常后再将保护投入。
7、在查找直流接地过程中,要密切监视直流母线电压的变化。由于单极接地可能为多点接地，所以在拉开某一直流回路时，即使直流接地信号未消失，只要电压有所恢复，就必须对此回路做进一步检查。

五、 预防直流接地的措施
1、为了防止发生两点接地，直流系统应装设灵敏度足够高的绝缘监察装置，以便及时反映直流系统接地情况、快速消除接地故障.
2、设备系统交直流回路不能共用一根电缆。交直流回路是两个相互独立的系统，直流回路是绝缘系统,而交流回路是接地系统,若共用一根电缆，两者间容易发生短路，发生相互干扰，降低直流回路的绝缘电阻,造成直流系统接地。
3、设备端子箱、机构箱内的交流端子、直流端子应使用不同颜色加以区分，防止在接线工作时交直流端子误碰，造成接地。
4、不管机组是否运行，如发现直流接地信号发出，应引起高度重视并进行排查，防止因直流接地引发发电机非同期并列，造成重大设备损坏事故.
5、日常应定期进行防雨、防潮、防异物的检查工作,发现异常及隐患应及时排除.阴雨天应重点对机构箱、端子箱进行检查，并增加检查次数，如发现进水或受潮情况，应立即进行处理。
6、检修单位应严格控制检修质量，做好直流电缆的绝缘测试工作,发现绝缘下降或接地电缆应及时更换.
7、做好直流电缆及直流元件的日常维护工作，把好设备质量关,及时更换不合格的电缆或元件，防止直流系统接地故障的发生。

六、 结论
直流供电系统在发电厂是独立、可靠的电源系统，在生产运行中起着非常重要的作用。而接地故障是直流系统最常见、也是最危险的故障之一。因此，在发生直流接地故障后，如何快速、有效地消除接地，保证供电系统的可靠运行是防止事故扩大的关键。事实证明,通过科学的方法、合理的判断,我们可以实现快速消除接地故障的目的,再加上严格的管理和先进的技术,消除直流接地故障会变得越来越简单、越高效.