直流接地探测原理及查找接地方法

1、直流接地探测原理及查找接地方法黎少凡(广东省输变电工程公司)【摘 要】笔者结合多年工作经验，总结了变电站直流系统一旦发生接地故障,怎样正确快速地分析及处理,才是保证电力系统安全运行的关键，为专业人员介绍了一种便捷快速的工作思路。【关键词】直流系统 接地故障 分析1 人工查找接地方法由于直流回路布线复杂,常常因现场灰尘、潮湿、绝缘老化、元件损坏、不规范施工等因素引起直流接地。发生1点接地后,因不形成回路,保护装置不会误动,但当发生2点接地时,装置就有可能误动。 在没有接地探测设备前,只有采用传统的拉刀闸、取保险、断端子、摇绝缘等方法来查找。如以某回线保护屏经过电阻接地为例,其回路走向如图1所示。

2、为缩小接地范围,在直流屏上逐一断合支路负荷开关,当断开Q2开关时,接地消除,说明接地在该支路上,合上Q2 继续往下找。当取下F1负极保险时,接地消除,接地在W102回路上,由于端子上有3条线,必须解掉其中1 条回线,看接地是否消除,或用兆欧表摇绝缘,以确定是哪一根线接地。这种人工查找法具有很大的风险,如遇雷击线路,正好断电,保护拒动,将会扩大事故;另外,在单独取某极保险或解端子线时,有可能存在寄生回路造成装置误动作。图1 保护盘内接地示意图2 直流接地探测原理及查找方法根据新的继电保护规程规定,查找直流接地不允许断电,这样在不断电情况下由人工查找接地点尤如大海捞针。为此,我们采用了一种抗分布电

3、容式直流接地探测技术(ZJ3T型探测器) ,能够在不断电情况下快速查找各种直流接地,已经在我局成功地查找出多起直流接地故障,使用效果非常好,其原理见图2 。从图2 可见,它是在接地母线与大地之间施加一个微小的特殊信号(该信号对保护、自动装置没有影响) ,其电流沿着接地点方向流动。用连接在手持器上的钳子,朝接地电流方向查找,当接地电流突然消失的地方为接地点邻近点。如在支路1上探测, 没有接地电流,或显示电阻很高,表示该支路没有接地。在支路2上探测,有较大的接地电流,或显示电阻较低,表示该支路接地,在d点有接地信号, 在e点没有接地信号,表示接地点在d点。在整个查找过程中不需要断电,从而实现了安全

4、、快速找查。该方法的关键技术是抗分布电容的能力。现场回路很多,对地分布电容较大,当发生非金属接地时,非接地支路对地也有电容电流,容易误判为接地。而ZJ3T型接地探测器采用多层抗电容干扰设计,完全消除了电容干扰,所以可以查找0500k的接地故障。图2 接地探测原理图 单回线供电接地单回线供电接地较简单,如图2所示。2号支路D点经过电阻R接地,造成负极电压较低,查找方法前面已论述。2.2 双回路供电接地如图3所示,当母联开关合上时,就变为双回线供电,在a点发生接地时,接地电流分别由2 条并联支路流过,最后集中在a点。双回线供电可靠性高,但2条线的负荷电流是不确定的,采用双钳子查找接地,以抵消负荷干

5、扰。图3 双回线接地示意图2.3 环网供电接地大多数变电站的跳合闸回路采用环网供电,以增加供电可靠性。如在环网线上a点经电阻R接地,则在环网线上任一点的接地电流都是相同的,单以接地电流大小来判断,是无法找到接地点的,必须具有方向判别功能才能正确找到接地点。如图4,b点与c点的电流相反,则之间的a点一定是接地点。图4 环网供电接地示意图2.4 、段串电接地、段串电一般是由施工造成的,有正极串电、负极串电以及正负极串电。以图5中、段负极串电为例,母联开关断开,2段分段运行。当段负极发生接地时,用万用表测量、段负极对地电压均相等,且降低,表明、段串电接地。用具有方向功能的ZJ3T手持器测量,其显示方

6、向指母线的回路为串电,如图中端子W102和W02回路点,查接地点方法同前。图5 、段串地接地示意图2.5交直流串电接地现场除了直流回路外,还有大量的交流回路,如220V交流电源、57V TV电压、TA电流等回路,由于它们的一端是接大地的,当这些回路与直流串电时,造成直流接地,如图6中-KM与A601串电。查找方法与上述一样,信号电流由直流回路流向交流回路的a点为交直流串电点。图6 交直流串电接地示意图2.6 正、负极均等电阻接地正、负极均等电阻接地后,正、负极对地电压是平衡的,一些采用平衡桥原理的绝缘监测装置无法发现直流接地故障,这给继电保护装置埋下了重大安全隐患。如图7所示,正、负极分别经a,b接地点(1k电阻) 接地,正、负极对地电压均为110V,当跳闸继电器的回路再经c接地时,电流经过正极接地电阻启动KTR跳闸继电器,会误跳断路器。为了避免这种情况,要选用无动作死区的能直接测量电阻值的绝缘监测继电器。用ZJ3T查找直流接地时,相当于找2点接点,可以先找正极接地,处理后,再找负极接地。图7 正、负极均等电阻接地3 结 论综上所述,直流系统发生1点接地,必须尽快排除,否则再发生第2点接