直流系統(tǒng)瞬時接地故障危害和處理摘要：變電站直流系統(tǒng)是一個不接地的獨立系統(tǒng)，它為站內(nèi)繼電保護、自動裝置和事故照明等裝置能提供電能，是站內(nèi)非常重要的組成部分。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)兩點及以上的接地故障，有可能導(dǎo)致保護裝置誤動和拒動，進而引發(fā)更嚴重的電力系統(tǒng)故障和事故。瞬時接地是一種較難監(jiān)測的一種接地故障，盡管它的發(fā)生概率較小，但依舊是不可忽略的一個安全隱患。本文主要介紹瞬時接地帶來的安全隱患及處理方法。關(guān)鍵字：電力安全；直流系統(tǒng)；瞬時接地1引言直流系統(tǒng)為站內(nèi)自動裝置、繼電保護、事故照明等裝置提供穩(wěn)定電源，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保證。直流系統(tǒng)接地是危害電力系統(tǒng)安全的故障之一，當(dāng)系統(tǒng)存在兩點以上接地，就會導(dǎo)致保護誤動和拒動，嚴重影響電力系統(tǒng)安全。瞬時接地是一種發(fā)生概率較小，危害相對較小的直流接地故障，但由于直流系統(tǒng)的重要性，瞬時接地的危害不可忽視。尤其是電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展，自動裝置將越來越復(fù)雜，直流屏柜種類也變得更多更繁雜，瞬時接地的發(fā)生概率也會隨之增長。監(jiān)測和排除瞬時接地故障的意義重大。2背景當(dāng)前主流絕緣監(jiān)測裝置不滿足瞬時接地檢查和選線要求。主流的絕緣監(jiān)測裝置監(jiān)測和計算接地故障響應(yīng)時間較長。國家電力行業(yè)標準DL/T1392-2014中規(guī)定，對于直流系統(tǒng)對地絕緣故障報警響應(yīng)時間應(yīng)不大于100S，對于規(guī)定支路選線響應(yīng)時間不大于180S。對于持續(xù)的時間特別短的瞬時接地，一般為100毫秒至幾秒內(nèi)，絕緣監(jiān)測不能告警或者有告警記錄不能選線。某核電廠核島直流系統(tǒng)使用了施耐德品牌Vlgllohm系列XM300C型絕緣檢測儀，發(fā)生接地電阻高于設(shè)定值10s后才出發(fā)告警。后由于支路巡檢未完成時接地故障歸復(fù)，未能選出故障支路。此后絕緣監(jiān)測儀多次告警且未能選線，有沒有良好的辦法排除故障，嚴重影響了系統(tǒng)的安全可靠性。目前市場上缺少能夠監(jiān)測記錄瞬時接地的設(shè)備和研究。能夠查找瞬時接地的手段極少，能夠監(jiān)測記錄瞬時接地的設(shè)備極其匱乏，相關(guān)研究和論文也是少之又少。3瞬時接地故障的起因和危害3.1瞬時接地故障形成原因?qū)е滤矔r接地的原因是直流系統(tǒng)絕緣下降部分與接地體不穩(wěn)定接觸引起的。而引起這些不穩(wěn)定接觸的原因大體可以分為以下幾種因素：（1） 系統(tǒng)因素，如系統(tǒng)機械振動、高溫、外部壓力、絕緣老化，液體腐蝕等，都會造成局部絕緣下降，與接地體不穩(wěn)定接觸。（2） 環(huán)境因素，如雨水侵入，潮濕空氣灰塵堆積等原因，導(dǎo)致系統(tǒng)裸露部分或者腐蝕的局部與接地體不穩(wěn)定接觸。（3） 人為因素，因施工人員或檢修人員的不恰當(dāng)操作引起的連接松動、線皮磨損、線體裸露等，再與接地體不穩(wěn)定接觸導(dǎo)致瞬時接地。導(dǎo)致瞬時接地故障和導(dǎo)致可靠接地故障的原因大體相同，都是由于絕緣下降引起的。但由于瞬時接地的瞬時性、隨機性等不確定因素，使得監(jiān)測和查找瞬時接地故障變得困難起來，對監(jiān)測瞬時接地的技術(shù)要求也相對較高。3.2瞬時接地的危害（1）導(dǎo)致電壓波動瞬時接地發(fā)生時，直流母線對地電壓發(fā)生偏移，導(dǎo)致電壓波動。較大的電壓波動嚴重影響直流系統(tǒng)運行的可靠性。國家電力行業(yè)標準DL/478-2011《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》規(guī)定，繼電器動作電壓應(yīng)控制在額定電壓的55%?70%。當(dāng)瞬時接地導(dǎo)致電壓波動超過55%標稱電壓，而系統(tǒng)出現(xiàn)另一個接地故障點時，將導(dǎo)致保護裝置拒誤動作，導(dǎo)致電力事故發(fā)生。2020年12月5日至6日，廣東電網(wǎng)某供電公司一220kV變電站出現(xiàn)多次瞬時接地故障，故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)負極母線對地電壓波動值達40%。圖3.1廣東汕頭某220kV變電站母線瞬時接地母線電壓波形可能導(dǎo)致兩點接地出現(xiàn)阻值較低的兩點接地會直接導(dǎo)致保護裝置誤動作，危害極大。瞬時接地因其不確定性因素，其排除工作難度較大，排除周期較長。出現(xiàn)另一點接地故障點，就會導(dǎo)致兩點接地故障。因此瞬時接地需要及時排除，消除隱患。國網(wǎng)遼寧電力有限公司某500kV變電站內(nèi)，II段直流系統(tǒng)存在10s-120s電壓波動，站內(nèi)絕緣裝置壓差告警，但并未選出故障支路。由于波動時間持續(xù)較短，發(fā)生頻率較低，未能及時排除故障。只能通過后續(xù)監(jiān)測查找故障點。圖3.2遼寧電力公司某500kV變電站瞬時壓差告警情況可能發(fā)展為可靠接地故障瞬時接地故障發(fā)生即說明系統(tǒng)存在絕緣下降情況，由于機械振動、壓力、潮濕、腐蝕等情況導(dǎo)致與接地體不穩(wěn)定接觸。弱故障長期不能解決，故障會隨振動、壓力、潮濕、腐蝕等原因逐漸深化和擴大，接觸時間和頻率增大，就有可能發(fā)展成為穩(wěn)定的接地故障。杭州市電力局某500kV變電所110V直流II段母線頻繁出現(xiàn)瞬時接地故障。經(jīng)排查，故障原因是由于2號主變一個開關(guān)操作機構(gòu)箱蓋板脫開，雨水侵入導(dǎo)致直流系統(tǒng)瞬時接地。當(dāng)出現(xiàn)大雨天氣時，直流系統(tǒng)出現(xiàn)1-3分鐘接地故障。好在及時排除了故障，阻止了雨水對操作機構(gòu)的侵入和腐蝕。4瞬時接地故障的處理方法4.1如何規(guī)避瞬時接地故障的發(fā)生在根本上避免瞬時接地的發(fā)生，通過分析瞬時接地故障形成的原因，對容易引起瞬時接地區(qū)域加強監(jiān)管。對系統(tǒng)內(nèi)存在機械振動、機械運動、重物、高溫附近等容易引起磨損線路區(qū)域進行定期檢查，可以大程度避免此類原因引起的絕緣下降。（2）積累經(jīng)驗，總結(jié)引起絕緣下降的各種原因，對潮濕、淋雨、積塵等地方定期排查，消除隱患。（3） 檢修或施工人員加強技能訓(xùn)練，培養(yǎng)認真的工作態(tài)度和積極性，杜絕麻痹大意、操作不當(dāng)，特別注意閘門、電機、端子、接口，高熱等容易造成絕緣下降或接線松動的地方的。（4） 嚴格驗收施工改造，保證系統(tǒng)安全可靠性。4.2研究瞬時接地監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備在發(fā)生瞬時接地故障時，接地支路漏電流會存在明顯變化，并且由于接地電阻和系統(tǒng)電容的存在，電壓變化會有一個緩慢上升和緩慢下降過程。大致圖像如下圖，圖中k為接地電阻變化值，V+正極接地支路電流變化值。圖4.1瞬時接地支路電流變化情況通過給每個支路接入一個高靈敏度的開口CT，監(jiān)測每個支路電流變化情況，在接入一個高速數(shù)據(jù)采集裝置進行數(shù)據(jù)采集和錄波，高速采集裝置時為了保證可以監(jiān)測記錄100毫秒以上的瞬時接地故障波形。通過對各支路波形的分析，找出出現(xiàn)瞬時接地故障的支路。圖4.2瞬時接地監(jiān)測示意圖但由于不發(fā)生瞬時接地支路也會存在對地電容，當(dāng)母線存在電壓波動時，支路也會因為電容充放電引起電流變化。怎樣區(qū)分接地支路波形和不解地支路波形成為這項技術(shù)的一個關(guān)鍵點。5總結(jié)瞬時接地也是一種發(fā)生頻率相對較小的接地故障，但其帶來的危害仍然不可忽視，為了保證直流系統(tǒng)安全可靠性需要及時排除瞬時接地故障。但瞬時接地故障因其瞬時性、偶然性、隱秘性等不確定等定因素，給故障排除工作帶來很大難度，對故障的監(jiān)測技術(shù)要求也相對很高。目前市場對瞬時接地檢測記錄技術(shù)的研究極少，論述資料也很少，需要引起相關(guān)技術(shù)人員重視和研究。參考文獻：王麗平.直流系統(tǒng)瞬時接地故障處理方法探討[J].電子制作，2020(18):89-90.陸燕鋒.直流系統(tǒng)接地危害及處理[J].現(xiàn)代國企研究，2018,000(008):127-127.蔡勇，嚴屏,夏勇軍，胡剛.絕緣監(jiān)