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摘 要：直流系统是变电站系统中的一个重要组成部分,直流接地是直流系统中的常见故障,也是运行维护中的一大难题.文章从查找直流系统接地的一般顺序和方法开始,再探讨新型直流绝缘检测装置,建议变电站安装新型直流系统微机监测装置,可以实时监控直流系统状况和准确快速地查找接地故障馈线.
关 键 词：直流接地；直流系统；绝缘检测
中图分类号：TM411文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）36-0061-03
在变电站,直流系统是为各种控制、自动装置、继电保护、信号等提供可靠的直流电源并作为工作电源,它还为操作提供可靠的操作电源；当站内的站用电失去后,直流电源还要作为应急的后备电源,所以直流系统在变电站中的作用非常重要；当直流系统发生一极接地时,从理论上说并不影响系统的正常运行,但当另一极也发生接地时,就会造成继电保护的误动或拒动,引发电网事故,因此直流系统有一极接地时,要尽快找出接地点,隔离故障点并消除.
1变电站直流系统绝缘监测装置的工作原理
图1绝缘监察装置原理图
如图1所示,绝缘监视转换开关（SA1）有三个位置,即“信号”、“测量位置I”、“测量位置II”.平时,其手柄置于“信号”位置,在SA1的触点5-7和9-11接通,使电阻R3短接,平时母线电压表转换开关（ST）触点9-11接通的.这样,信号部分就组成如图2所示电路,其主要组成元件为电阻R1、R2和接地信号继电器（KA）,电阻R1、R2都是1kΩ,与直流系统正对地绝缘电阻（R+）、负对地绝缘电阻（R-）组成平衡电桥的四个臂,信号继电器（KA）接在平衡电桥的对角线上.正常时,R+与R-相等KA中仅有微小的不平衡电流流过,它不动作,则两极对地电压都为额定电压一半.当R+或R-降低时,电桥失去平衡,KA的线圈中有较大的电流流过,KA动作,然后发出“直流系统接地”及音响信号,则接地极电压降低,另一极对地电压升高.这种信号电路的缺点是：当R+、R-同时下降时相等时,KA不会动作.
图2绝缘监察装置原理图分析图
2变电站查找直流系统接地的一般顺序和方法
变电站查找直流系统接地的一般顺序：（1）先判断直流接地的极性,再判断直流系统是否完全接地或是不完全接地；（2）将直流系统分成几个不相联系的部分,即用“分网法”缩小查找范围；（3）对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路,利用“瞬停法”（不超过3秒）查找直流馈线接地故障点所在支路；“瞬停法”查找前应退出误动的保护（比如距离保护）；“瞬停法”查找的顺序：先试拉信号回路和照明回路部分,后试拉操作回路、控制回路部分；先室外部分后室内部分；（4）对于较重要的直流负荷（如操作电源、保护电源）,并且是不同电源的双回路,可以用“转移负荷法”,查找该馈路所带回路中有无接地故障；“转移负荷法”指将接地故障所在直流母线上的不同电源双回路较重要馈线分列运行后,依次转移切换到另一段直流母线上,监视“直流母线接地”信号是否消失,查出接地故障点所在哪个馈线上；（5）查找接地故障点具体设备.若经选择检查,接地故障在某一回路的控制屏、保护屏、室外的端子箱、机构箱、二次电缆等,应由专业人员配合查找.
如果所有直流馈线经选择,接地信号均不消失时,接地故障可能在直流母线或充电设备上,也可能在蓄电池组.对这些设备可以在不使直流母线失去电源的条件下,依次将充电设备、蓄电池组短时间脱离直流母线,缩小检查范围并区分故障.
若怀疑直流绝缘监测装置本身有接地故障,只有拔掉其电源保险,借助于万用表进行检查.
在查找直流接地故障的过程中,有时会出现接地点转移或转极现象.如：一种先是操作回路接地,当拉开操作电源时,接地点转到信号回路（或是相反）；另一种先是正极接地,当拉开正极电源回路,接地点又转到负极（或是相反）,发生上述现象,多是二次回路接线不规范,出现了寄生回路造成,遇到这种情况,应派专业人员查找.
3对新型直流绝缘检测装置的介绍
新型直流绝缘检测装置能自动连续对母线运行电压的过、失压及正、负母线对地绝缘电阻进行常规监视,自动查找接地回路,进行数码显示及音响报警.
3.1固定式WZJ型微机直流系统绝缘检测装置工作原理
固定式WZJ型微机直流系统绝缘检测装置工作原理如图3所示：
图3WZJ微机直流系统绝缘检测原理框图
正常情况下,直流系统各支路对地绝缘电阻相近且较高,大于允许绝缘电阻值,装置报警回路不动作,仅进行常规工况,如正、负母线电压和正、负母绝缘电阻的巡回检测、显示.在支路或母线接地或绝缘电阻降低超过允许值时,装置报警并显示故障回路绝缘电阻值.
WZJ型微机直流系统绝缘检测装置由常规监测部分和支路巡查部分组成.
常规监测部分.用采集电压信号元件取出正极对地电压和负极对地电压,送A/D转换器,经微型计算机处理后,数字显示电压值和母线以对地绝缘电阻值,监测无死区.当电压过高、过低或电阻过低时发出相应的报警信号,报警整定值可自行选定.
支路巡查部分.若被测直流系统有接地的现象,检测仪进入支路扫查状态,用一个低频信号源作为发送部件,通过两隔直耦合电容C+、C-向直流系统正、负母线发送交流信号,用电流互感器穿套在各支路的正、负引出线上,由于穿过互感器的直流分量大小相等、方向相反,它们所产生的磁通相互抵消,而发送在正、负母线的交流信号电压值相等、方向相同,则在互感器二次侧便可反映出正、负极对地绝缘电阻和等值电容的泄漏电流相量和,然后取出阻性分量送A/D转换器,经微机作数据处理后进行数字显示.
WZJ型微机直流系统绝缘检测仪的特点是能在不切断支路电源情况下查找故障线路,精度高,测量无死区.
3.2便携式LBD-ZDT型直流系统接地故障探测装置工作原理
该装置由编码器、手持探测器和探头三部分组成.
该装置属于便携式,其工作原理是当直流系统出现接地或绝缘降低至允许值以下时,利用直流控制盘上的直流电压表和切换开关,判断接地或绝缘降低的极性,再将该装置接入直流系统,其步骤如下（如图4所示）：
图4编码器和探测器连接图
投入编码器.给编码器接通AC220V电源,将它的绿色输出线接于接地（或屏体外壳）,并保证接地良好,红色输出线接于有接地故障的直流母线上（DC+或DC-）,编码器开始工作,发出编码信号.
接入探测器.将探头卡于绿色输出线上,按下手持探测器开关,此时若表头指示在5以上,表明系统有接地故障（刻度值并不代表具体接地电阻的大小,只用于比较判断）.此时,调节探测器灵敏度旋钮,使表头指示最大并等于10.
图5探测器查找故障接地点的连线图
进行探测.将手持探头卡于故障母线的直流馈线上,如果表头指示大于5,表明此线路有接地故障,并可继续向下级查找.若表头指示小于5,表示线路正常.
查找接地点.当沿故障线路顺序查找时,探头跨过接地点后,则表头指示明显减小,甚至为0,就可判断为接地点在f与g之间（如图5所示）.
4变电站查找直流系统接地的注意事项
（1）直流系统发生接地时,应立即停止在二次回路上的工作；（2）使用仪表检查时,表计内阻应不低于2000Ω/V；（3）试拉前,应做好防止保护误动的措施,退出可能误动的保护；（4）在处理直流系统接地故障时,防止造成直流系统新的接地点；（5）在必要时应通知继保专业人员到场,协助查找并及时消除接地现象,以保证直流系统的正常工作.
5结语
建议变电站尽量安装新型直流系统微机监测装置,可以实时监控直流系统状况和准确快速地查找接地故障馈线,减少不必要的二次设备停电和误动作.