新建变电站施工中直流系统绝缘问题的分析及查找

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直流系统作为变电站电气设备的操作及控制电源，是一个庞大的多支路供电系统，接地故障经常发生。当一点接地时，暂时不会影响整个直流系统的正常运行。但不迅速排除，系统发生第二点接地时，就可能引起保护装置误动，酿成事故。因为变电站的直流系统绝缘良好是保障变电站安全投运的重要条件之一　　

1. 直流系统绝缘问题的种类及分析　　

直流系统在变电站内分布范围广，涉及的回路比较复杂，尤其在施工期间发生直流系统绝缘问题很多，分析直流系统绝缘问题有如下几个方面：　　

1.1施工设计图纸问题　　

施工设计图纸问题主要是在图纸中的错误没有在施工之前未能发现，致使二段直流在回路中的某处发生混用，导致直流系统两段母线绝缘下降。　　

1.2施工人员问题　　

施工人员问题主要是二次接线人员由于接线后没有认真核对图纸，致使端子排接线错位、屏内及箱内的短线短接错误、电缆接地的焊接烫伤线芯等问题，导致直流系统母线绝缘下降或直接接地。　　

1.3厂家问题　　

厂家问题主要是厂家设备的二次回路在走线设计上的问题和使用元器件的质量问题，这些问题主要发生在户外的机构中，例如某厂家刀闸机构的二次回路电缆线的走线是面板至旁边端子排的，面板是能够开起打开的，这样在面板活动轴处的电缆线经常磨损露出铜芯和箱门接触后，导致直流母线接地故障。　　

1.4施工问题　　

施工问题主要是在施工现场避免不了的交叉作业，在直流回路上电时，大部分的直流回路已经形成，但是还有少数直流回路没有形成，例如某个回路电缆只有一端接到端子排上，但是另一端缺是在电缆沟里或在端子箱内没有接到端子排上，而导致的直流母线接地故障。　　

2. 直流系统绝缘监测仪的工作原理　　

直流系统绝缘监测仪一般采用的是软件磁调制工作原理。软件自动跟踪传感器输出电流变化，进行及时校正。采用有源传感器，传感器内设有双重振荡电路，对剩磁进行及时消磁，从而消除剩磁影响。　　

当直流系统出现接地时，装置内平衡电阻失去平衡，装置自动启动，开始巡检各回路传感器输出的数字信号。传感器是采用漏电电流原理制成的软件磁调制式传感器，内部采用放大电路，对直流电流信号进行放大。设有双重振荡电路，对传感器一次侧受电流冲击后的剩磁进行消磁。DSP数字传输技术，把模拟信号转化为数字信号后与主机进行传输。传感器穿在各路直流回路的正负出线上，当回路绝缘水平正常时，穿过传感器的直流电流大小相等，方向相反，此时传感器中的合成直流磁场为零，其输出也就是零；当回路中出项合成直流电流，输出也就不为零。因此，主机通过巡回检测各回路传感器的输出是否为零，来判断直流系统接地故障回路。　　

3.直流系统问题的危害　　

直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，便可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流空开跳闸，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、致使越级跳闸。使得在新建变电站整体传动时开关动作不正确，影响变电站的正常投运。　　

3.1直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。　　

一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通，若这些回路再发生一直接地，就可能引起误动作。　　

3.2直流负极接地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。　　

跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。　　

4.直流系统绝缘问题的查找　　

直流系统绝缘问题的查找方法有两种：一种是凭借以往工程施工经验的积累来判断直流绝缘问题发生处；二种是有总→分，一层一层的缩小范围排除没有问题的支路，简单的说就是排除法来查找直流绝缘问题发生处；这两种方法都在施工中非常有效和实用的，但是在直流系统绝缘问题没有头绪无从下手时，应该采用第二种方法查找。下面就介绍第二种方法查找的详细过程及方法：　　

4.1.过程　　

在查找施工现场直流系统绝缘问题的时，应停止施工现场内一切有关于二次回路工作，注意在查找过程　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中要拉合站内的所有空开，因此直流系统中不能瞬间停电的设备，应按照程序先退出防止照成设备的损坏。

4.2.方法　　

在流程图中各部分查找那条支路绝缘有问题可以用二种方法：一种是绝缘监测装置能自动检测功能，查出绝缘有问题的支路；二种是用数字万用表的直流电压档来监测直流正对地或负对地电压分别拉合空开来查找绝缘有问题的支路；前一种方法由于绝缘监测装置自动巡检分析查找时间相比后一种方法比较慢，但对没有查找过直流接地问题的人来说比较实用。下面详细说明两种方法：　　

　4.2.1　绝缘监测装置查找绝缘有问题的支路　　

绝缘监测装置在有绝缘下降到定值设定的数值以下就会报警，显示实时的直流母线电压，绝缘监测装置就会启动自动巡检功能，经装置分析会显示出绝缘有问题的支路，根据直流母线电压可以看出是直流正接地，还是直流负接地。　　

当发生直流正间接接地时，正对地电压降低，负对地电压升高，两极间的电压为正常的；当发生直流负间接接地时，正对地电压升高，负对地电压降低，两极间的电压为正常值；拉开绝缘监测装置选出绝缘有问题的支路后，在等一段时间观察绝缘监测装置液晶显示屏上的直流电压值，如果正负对地电压平衡，接地告警恢复则说明断开的支路有绝缘问题，然后给上一个绝缘有问题支路的空开后向下层回路查找，一层层确定那个空开下口的回路绝缘有问题，当最后确定到回路上时，采用分网法缩小查找范围，将直流系统回路分成几个不相联系的部分，细化后查出绝缘问题进行出路。　　

这种方法在断开空开或回路都要观察绝缘监测装置，由于绝缘监测装置巡检比较慢，而且绝缘监测装置就在直流馈线屏上有，因此查找问题的时间比较长，多用于查找直流馈线屏绝缘问题。　　

　4.2.2　数字万用表查找绝缘有问题的支路　　

数字万用表用直流电压档查找绝缘问题，流程都是一样的，都是采用分网法缩小超找范围，用万用表测试各点时，注意观察电压的变化（以直流电压220伏为例，数值为理想状态下），直流系统正常情况下，直流正对地为110伏，直流负对地为110伏；当直流正直接地时，万用表测试正对地为0伏，负对地为220伏；当直流负直接地时，万用表测试正对地为220伏，负对地为0伏；当直流正间接接地时，万用表测试正对地应低于110伏电压，负对地应高于110伏电压，两极之间的电压为220伏；当直流负间接接地时，万用表测试正对地应高于110伏电压，负对地应低于110伏电压，两极之间的电压为220伏，间接接地的两极对地电压数值是根据两极对地的回路电阻值成正比的，对地电阻值越小，正对地电压也就越小；注意在查找绝缘问题过程中黑表笔接地，红表笔测试各点电压。　　

在施工过程中还经常发生两组蓄电池直流混电问题，绝缘监测装置不起作用经常误报，只有用万用表电压观察法才能查找到。用万用表监测直流正对地或负对地电压就会电压不固定实时在变化，不象接地故障那样下降到一定数值就不变化了，这种现象就是二组蓄电池直流混电。查找这种故障的方法就是断开一组蓄电池的馈线供电，保留一组蓄电池的供电，在没有直流的馈线屏端子排测量各个回路，如果有电压就证明这条回路与有供电回路混电，这样的故障多发生在两组操作直流上，或信号电源上，在施工用应该采取在设备第一次上电时，回路电源一个一个得给电，并测量相邻各个直流回路和交流回路应该没有电，在施工中混电故障一般多发生在断路器机构和汇控柜。