[摘 要] 直流系統是不接地系統，本文介紹直流接地的產生、接地的排除法、檢測裝置的原理、分析直流接地的危害性、探討直流接地的查找方法，希看為盡快安全排除直流系統接地'>直流系統接地故障提供幫助。
[關鍵詞]直流系統接地'>直流系統接地 多點接地'>多點接地 故障排除'>故障排除

發電廠、變電站的直流系統是由蓄電池組與浮充電裝置并聯供給直流負荷的運行系統，主要是為控制回路、信號回路、繼電保護自動裝置、斷路器分合操縱等提供可靠穩定的不中斷電源。由于分支網絡多、所接設備多等因素構成了龐大而復雜的直流電源網絡，分為主母線、小母線、層層分布，回路復雜、單線交錯、雙線交錯，客觀上增加了查找直流接地故障的難度。
正常情況下正負對地均為盡緣的，系統中有一點發生接地時，一般情況下并不影響直流系統運行，但當出現兩點及兩點以上接地時，就會造成正負極短路，開關和保護回路誤動、拒動現象。同時直流系統的故障可能會造成更大故障隱患。所以當發生接地時采用良好的儀器和正確的判定方法是十分重要的。
一、直流系統接地的產生
1、 作甚直流系統接地
當直流系統的正極或負極與大地之間的盡緣水平降到某一整定值或低于某一規定值時，統稱為直流系統接地；當正極盡緣水平低于某一規定值時稱為正接地；當負極盡緣水平低于某一規定值時稱為負接地。
2、 為什么會造成直流系統接地
直流系統是個不中斷工作長期帶電的系統,支路很多,負荷涉及面廣，會由于環境改變、天氣變化、污染、高溫等引起電纜老化、接線端子老化,元件損壞以及設備本身等題目引起盡緣水平下降。一般來說，投運時間越長，其接地的概率越高，特別是發電廠比變電站接地更頻繁。
3、 直流系統接地會造成哪些危害
a) 接地的種類
從現實直流系統接地的構成上回納起來有以下幾種:按接地極性分為正接地和負接地；按接地類型上分為直接接地；有的稱為金屬性接地（也稱完全接地）和間接接地，有的稱非金屬性接地（也稱非完全接地、），有的人還稱為半接地。此外還有按接地情況可分為單點接地、多點接地'>多點接地、環路接地、盡緣降低和交流半接地等。由于各地的直接接地情況不一樣，所以產生了很多新名字，大體上是這幾種名字。
b) 正接地的危害
由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，當發生系統正極接地時，正極經過大地，構成回路。如圖1所示，當圖中的A點和B點同時接地，相當于A、B兩點通過大地相連接起來，中間繼電器2J1動作天生斷路器的跳閘。同理，當圖中的A點和C點同時接地，和圖中的A點、D點同時接地均可能天生斷路器的跳閘。

圖1
c) 負極接地的危害
負極接地可能造成斷路器的拒盡動作，如圖1所示，當圖中的B點，正點同時接地，B、E點通過地構成了回路，即B、E點相接將中間繼電器2J1短接，此時，假如系統發生事故，保護動作由于中間繼電器2J1被短接，2J1不工作，斷路器不會動作，產生拒動現象，使事故越級擴大。同理，當圖中的E點和 C點同時接地和圖中的E點和D點同時接地均可能天生斷路器拒動現象。
二、如何查找接地點，排除故障危害
我們從以上的直流接地危害中，可以看出無論是正極接地還是負極接地，只要有一個接地，即對地構成了新的接地回路就要求迅速排除，否則一旦出現二點或多點接地就會發生故障，乃至發生事故。從目前現場實際中的情況和經驗所得，大致有以下幾種方法。
2.1拉路法
直流接地回路一旦從直流系統中脫離運行，直流母線的正負極對地電壓就會出現平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，確定直流接地點是否發生在該回路，這就是所謂的“拉路法”。直流系統是個不中斷電源，基于它的特殊性，人們不能隨意停電。近年來隨計算機的大量使用，微機保護同樣也不答應人們隨意斷開直流電源。現場排除故障中，經常發生非正常的閉環回路，采用雙電源供電回路，以及變電站在現場施工、擴建、修試過程中遺留了直流負載的信號回路、控制回路和保護回路之間沒有區分等等，使直流接地故障查找難度更加困難。“拉路法”往往造成了控制回路或保護回路跳閘等事故。
2.2 “拉路法”查找的安全步驟
2.2.1自動接地巡檢儀查找回路
目前市場上出現了眾多廠家的直流接地選線裝置。一般以“信號注進法”、“霍爾傳感器監測法”、“磁飽和監測法”三種原理設計生產的，大致情況是在直流的各分支回路上安裝一個穿心式的電流互感器，各互感器感應到的信號經過直流接地選線裝置分析判定，確定直流接地的分支回路，其安裝在支路回路上的傳感器編號和接地檢測儀顯示部分回路對應編號。其優點是能在線監測實時監測各分支回路的接地狀態，查巡接地回路時，如 “全自動的逐路測試法”，假如儀器丈量是正確性很高的話，是一種不可能缺少的自動化設備。但由于其丈量精度不高、誤報率較多、抗干擾能力差，各現場情況不一致等題目，在使用上出現了一些題目。
2.2.2便攜式儀器查找定位方法
使用便攜式的直流接地故障查找儀，查找直流接地不失為一種好方法，作為拉回路法的輔助測試儀，對接地故障的排除在時間上和安全上都是好幫手。其特點如人為拉路法，不需斷開直流回路電源，移動式的采集互感器在各分布回路上丈量。假如出現接地回路就報警。
這種設備在使用上是十分科學的。在原理上基本和在線裝置的信號注進法原理相似。由于其采集傳感器可以任意移動，利用其移動的優點還可以更具體地查找到各接地點。但由于目前產品和各直流系統的兼容性和抗干擾能力差的因素，誤報率十分高，并沒有大量采用和全面推廣，僅為查找時作為參考使用。
三、直流接地檢測裝置
1裝置的構成
直流系統只能有一個接地點，即盡緣監察繼電器的接地點。盡緣監察繼電器是利用平衡電橋原理，當直流系統的正極或負極對地盡緣阻抗降低到某一規定值或設定值，即使正對地電壓或負對地電壓差使電橋失往了平衡，發生了變化就可判定盡緣。它是由信號回路和監察回路（直流盡緣監察繼電器KVI，轉移開關SM和電壓表PV）組成。如圖2所示。按其功能又可分為信號部分和丈量部分。
A．信號部分
圖2所示的右部為盡緣監察裝置的信號部分，由盡緣監察繼電器KVI及信號（音響和光字牌HL）組成，R+、R-分別為假設的正、負母線對地盡緣電阻，用虛線相連接。R1、R2及R+、R-組成電橋接線。KVI中的R1、R2的數值要求相等（通常選 R1=R2=1000Ω），KD為高靈敏度的干簧管繼電器，KC為中間繼電器。正常情況下，正、負母線對地盡緣電阻R+、R-相等，繼電器KD線圈中只有微小的不平衡電流流過，繼電器不動作。當有一母線對地盡緣下降時，由于R+≠R-，所以電橋失往平衡，繼電器KD線圈中只有微小的不平衡電流流過，當次電流達到其動作值時，繼電器KVI動作：KD啟動，其動合觸點閉合啟動KC繼電器，KC的動合觸點閉合，發出“母線對地盡緣電阻下降”的信號（但不能分清是正母線還是負母線電阻下降）。
B．丈量部分
在圖2的左半部畫出了由轉換開關SM和電壓表PV組成的丈量部分。當有母線對地盡緣降低時，信號部分先發出“母線盡緣降低”的音響和光字牌信號，值班職員將SM開關依次打至“+母線對地電壓”和“-母線對地電壓”，則SM的2-1、4-5接通和5-8、1-4接通，分別測出+母線對地的電壓值和-母線對地的電壓值，電壓值低者即盡緣有損壞。然后根據已知的電壓表內阻RV及直流母線工作電壓U，用計算的方法求成正、負極母線的對地盡緣電阻。
C．對繼電器KD的要求
在下圖2中有一個人工接地點，是為丈量母線對地電壓用的，當直流回路中再有任一個短路接地點時，將會形成短路回路。為防止在直流回路中由此短路電流引起其他繼電器發生誤動作，則繼電器KD的線圈必須具有足夠大的電阻值，一般對220V直流系統選用RKD＝30kΩ的線圈，其啟動電流為 1.4mA。于是，為防止繼電器發生誤動作，回路中的其他繼電器線圈的啟動電流都應大于1.4mA。所以，在220V直流系統中，當任一母線的盡緣電阻下降至15～20kΩ時，盡緣監察繼電器便會立即發出信號。

圖2
四、人工故障排除'>故障排除方法
變電站的直流接地固然是復雜的，無論是常規保護還是微機保護，其故障的排除法是一致的。采用拉路尋找分段處理的方法，以先信號和照明部分，后操縱部分；先室外部分后室內的原則。根據現場的故障排除經驗，筆者對其方法進行整理如下：
1. 首先確定是正極接地還是負極接地，丈量正負極對地電壓，有效區分是正極接地還是負極接地。
2. 兩段母線之間的區分，使查找的接地不會大范圍擴大，確定發生直流接地在哪一段。
3. 假如有直流接地選線的裝置，不能正確確定，有誤報的現象，請退出運行中的直流接地檢測儀。
4. 假如站內二次回路有在施工的或有檢驗試驗的應立即停止，拉開其工作電源，看信號是否消除。
5. 采用分段分部位拉路法，操縱電源一定要由蓄電池供電，先停下重要的回路，如信號回路和照明回路等。
應按照下列順序進行
① 斷合現場臨時工作電源
② 斷合故障照明回路
③ 斷合信號回路
④ 斷合閘回路
⑤ 斷合附助設備
⑥ 斷合蓄電池回路
五、目前國內監測儀器丈量狀態
直流監測裝置都是采用電橋原理，無論是常規的電橋還是微機型的電橋，都是以對地電壓為依據，監測裝置往往以系統正負極對地盡緣阻抗到規定值或某一設定值確定為直流系統發生了接地。各個廠站都是各自按對地電壓差（為不平衡狀態）來設定，平衡電橋的回路選用電阻，目前無一流標準。國家DC/T724-2000 標準中確定220V系統為25K，110V系統為7K，僅說明直流接地在即是某一數值時一定要進行故障排除。由于各直流屏生產廠家（監測裝置廠家）均有不同的電橋取值，并沒有相關的規定，從實際的各廠家情況看，平衡電橋電阻取值為1-40K不等，這樣也正說明了以電壓的變化來說明接地故障的程度是不十分正確。實在在國外的一些廠站主要是110V直流電源其接地阻抗是設定為50KΩ。目前我國大亞灣核電站就是引進國外的設備，其直流盡緣告警值還是以50KΩ 為依據，實際上其電橋內阻為400K。事實上我國運行的直流系統接地報警都是設在25K以下（參考電力標準），其電橋值僅為1-40K之間。變電站的直流接地故障概率似乎不高的真正原因，無法正確體現實際的盡緣情況。一些運行幾十年的變電站和電廠，一年也難得有接地報警，即使出現了接地故障誤動事故，也無法查證說明其真正原因和機理。
六、結論
為了防止直流系統網絡其他任何一點發生接地時而引起繼電器的誤動，減少不必要的故障，要求盡緣監測繼電器的線圈具有足夠大的電阻值，最好是采用光電原理或高阻（500KΩ以上）使直流系統的正式負極對地之間沒有一個真正的接地點，假如直流系同一旦發生一點接地，只有一個接地點，監測裝置就能及時發現也不會發生誤動和拒動事故，同時兩段監測上的盡緣繼電器并列運行也不會造成任何事故，以適應電力系統和安全穩定。筆者以為開發一種高阻抗的直流接地監測裝置是能大大進步直流系統安全運行，也是一件十分有益的事情。