直流系统绝缘降低危害及解决方法
直流系统绝缘降低问题的探讨
５１ 查 找 过 程 。 ．
５１１ 某 日直 流绝 缘 监察 装 置发 出接 地信 号 ，正极 绝缘 电阻 ． ． ５ ｋ 负极绝缘电阻 １ｋ） 负极绝缘 降低 ， ０ Ｏ， ５１， 于是 本人利用 瞬停 法 将直流馈线逐一排除 ， 最后确定是 蓄电池组接地。
跳 闸。另外当 Ｃ点绝缘 降低后 ， Ｂ点又发生一点接地时 ， 则此电流 ５１ 将 蓄电池 同直流系统解列 ， ．． ２ 利用万用表测量正极对地 电压 通过 Ｃ点接地电阻与断路器跳 闸线圈 Ｔ Ｑ形成 回路 ，当绝缘电阻 １ ０ 负极对地电压为 ８Ｖ， ５ Ｖ， ０ 经计算得 约为第 ７ ５号蓄电池接地 。 足够小 时，此 电流达到断路器 Ｔ Ｑ动作值 ，也会引起设备的误动 ５１ 经实际测量第 ７ ．３ ． ４号蓄电池对地 电压为 ０ ，确定其为接地 Ｖ
一起220V直流母线绝缘降低异常处理分析
一起220V直流母线绝缘降低异常处理分析摘要：以某变电站220V直流母线越下限为例，通过分析如何更高效开展拉路法排查直流失地故障，对直流绝缘降低及直流电源电压偏移等故障处理预防措施进行归纳总结。
对变电站直流系统的设计、施工和运维管理有一定的参考作用。
关键词：直流越下限；直流接地；绝缘降低；电压偏移；拉路法0前言厂站直流系统主要为控制回路、信号回路、继电保护自动装置、断路器分合操作等装置提供可靠稳定的不间断电源。
当出现两点及两点以上接地时，就会造成正负极短路，致使开关和保护回路误动、拒动，且直流系统的故障可能会引发更大隐患。
由于直流电源网络分支网络多、接入设备多，回路复杂、线缆交错，客观上增加了查找直流接地故障的难度。
所以直流异常时如何快速查找和准确判定是十分重要的。
本文以某1000kV变电站220V直流母线波动越下限为例，详细分析了如何更有效、更有针对性地开展拉路法排查直流失地故障及进行故障处理，如何避免类似直流失地问题的再次发生进行归纳总结。
1异常排查及处理经过1.1 异常情况2016年8月4日，故障录波屏报直流200VⅠ段母线电压波动越下限（下限值：对地电压为88V），引起监控后台频繁出现“2号主变本体（开入41）故障录波启动2（自复归）”告警。
经查看绝缘监察装置的手动支路检测功能，发现U+：148.7V，U-：-83.7V，R+：141.7k，R-：66.2k，负级对地电压和绝缘电阻皆有下降，判断可能有失地点。
装置检测结果显示支路81、101、112绝缘电阻有下降，分别为：89.0k，36.2kΩ，82.4k。
故障发生前一周，站内无一二次工作。
1.2 故障排查先采用BZC3391A便携式绝缘检测仪进行排查，未发现异常点。
随后针对除相关的开关控制电源及保护装置电源以外的支路采用拉路法进行排查，测控、同步时钟及故障录波等（含绝缘监察装置检测的支路81、101；支路112为保护装置电源，需待汇报后进行排查）均未发现异常点。
直流系统绝缘降低的危害及解决的方法
一、直流系统构成发电厂和变电所中，为控制、信号、保护、自动装置以及某些执行机构供电的电源系统，通常称为控制电源，如系统直流电源，那么称为直流控制电源。
根据构成方式的不同，在发电厂和变电所中应用的有以下几种直流控制电源。
1. 蓄电池组构成的直流控制电源由蓄电池组、充电装置及直流屏等设备构成，应用于各种类型的发电厂和变电所中，是一种在各种正常和事故情况下都能保持可靠供电的电源系统或者说是一种直流不停电电源系统。
通常简称为直流控制电源系统或直流系统。
2.电容储能式直流控制电源这是直流控制电源的一种。
正常运行时，它给电容量足够大的电容器组充电；当发生事故时，电容器组向继电保护装置和断路器跳闸回路供电，保证继电保护装置可靠动作，断路器可靠跳闸。
这是一种简易的直流控制电源。
在我国110KV、35KV、10KV终端变电站，以及厂用6KV配电系统在有些采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏作为操作、控制以及保护的电源。
二、直流系统的额定电压电力工程中,直流系统电压等级分为:❖220V❖110V❖48V❖24V常用的电压等级为220V和110V。
三、直流系统接地1.直流系统接地的定义：当直流系统的正极或负极与之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地；正接地：当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地；负接地：当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
2.接地告警门限值标准设定值根据?中华人民国电力行业标准DL /T856－2004?设定了本设备接地告警门限值：系统电压为220V时，告警门限：50KΩ系统电压为110V时，告警门限：15KΩ系统电压为48V时，告警门限：5KΩ系统电压为24V时，告警门限：3KΩ3.直流系统接地故障分类直接接地〔金属接地〕直接接地是指直流系统电源正极或负极对地的电阻等于或接近于零的情况。
这种接地情况在直流系统中如果同时出现两点时，就很可能造成断路器误动或拒动，或熔断丝烧断等现象。
直流母线绝缘降低处理过程
③ 断合同信电源；
④& z" W; c' P d$ L4 J; g 断合附属设备；
⑤ 断合充电回路；
⑥ 断合合闸回路；
⑦3 g. V5 C$ i. [ 断合信号回路；
⑧% T9 \5 B# ]* G) v$ n2 ^ 断合操作回路；
⑨
断合蓄电池回路； 在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点，则应考虑同极性两
的方法，查该分路中所带回路有无接地故障。 5、对于重要的直流负荷，用转移负荷法，查该分路而带回路有无
接地故障。查找直流系统接地故障，后随时与调度联系，并由二人及 以上配合进行，其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变 化。利用瞬时停电的方法选择直流接地时，应按照下列顺序进行：
①2 p! t7 }& N0 D- \* C 断开现场临时工作电源；
2、为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌 和绝缘监察表计指示情况综合判断。
3、尽量避免在高峰负荷时进行。 4、防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。 5、按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时 遗留或接错；所拆线头应做好记录和标记。 6、使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧/伏。 7、查找故障，必须二人及以上进行，防止人身触电，做好安全监 护。 8、拉路前应采取必要措施，以防止直流失电可能引起保护误动作， 必要时在顺断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再 投入保护。 9、查找接地点禁止使用灯泡寻找方法；
容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘 破坏造成直流接地。分析直流接地的原因有如下几个方面：
1、二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老 化。或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的 烧伤等。
直流系统绝缘降低问题探讨
直流系统绝缘降低问题探讨摘要：对直流系统绝缘降低或接地现象发生的原因、危害、处理方法和注意事项进行简要的总结和归纳。
关键词：直流系统，绝缘，绝缘降低，接地0 引言众所皆知，直流系统在电力系统中占有重要位置，直接影响着电力系统的安全稳定运行。
目前关于直流系统的技术标准，运行、检修规范，技术监督规定等规程规定已有很多，并已趋于成熟。
但是在实际运行当中，因为直流系统故障引起的事故仍然屡见不鲜。
虽然造成直流系统绝缘降低或接地的原因有很多，但如何进行有针对性的整改和防范，依然是一个值得大家去探讨的话题。
1故障告警原理目前，直流系统绝缘降低或接地一般都会由直流绝缘监控装置获取相关信息。
直流绝缘监控装置的稳定可靠已成为监视直流系统运行状况的重要前提。
一般直流回路异常时会出现以下报警信号：某段母线直流接地故障，直流正、负极母线对地绝缘电阻值下降，某条支路直流回路异常等。
直流绝缘监控装置工作的基本原理如图1所示。
在直流电源给二次负载供电的过程中，正常工作状况时流出电流I1等于流入电流I2，这样在感应器内产生的磁通相互平衡抵消。
在非正常工作状况下，如直流系统二次回路接地故障或二次回路环网、交叉等原因造成流出电流I1不等于流入电流I2时，感应器内将产生不平衡磁通，当这一不平衡磁通大于设定的值时，监察装置报接地故障报警。
图1 直流绝缘检测告警原理图2故障危害对于直流系统绝缘故障的危害，我们可以通过直流故障的类型分开讨论。
直流正极接地。
当出现直流正极接地故障时，可能造成保护及自动装置误动事故。
因为正常运行时装置的跳合闸线圈、继电器线圈都与负极电源连通，若此直流回路再发生另一点接地故障，就可能引起装置误动作。
直流负极接地。
当出现直流负极接地故障时，可能造成保护及自动装置拒动事故。
因为正常运行时装置的跳合闸线圈、继电器线圈都与负极电源连通，若此直流回路负极再出现一个接地点，线圈会被此接地点短接而造成装置无法动作。
同时，直流回路短路电流会造成电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，使设备出现失去保护或操作电源丢失故障。
直流系统绝缘降低危害及解决方法
直流绝缘异常常见情况
电缆绝缘异常 故障主要是由于电缆绝缘层的老化或电缆加工、
敷设过程中的工作不慎损伤电缆绝缘层造成。 设备故障
设备在制造过程中绝缘部分受损或者绝缘材料 质量低，经过一段时间之后，薄弱部位就会裸露出 来，如果空气潮湿就可能产生直流接地故障。 其他外来物引起
外来物包括外来金属碎片、设备的紧固件及小 动物躯体等。
6
Hale Waihona Puke 直流系统构成-绝缘监测单元
直流系统绝缘监测单元是监视直流系 统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路 对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。 当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发 出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前 有母线绝缘监测、支路绝缘监测。
7
直流系统构成-电池巡检单元
电池巡检单元就是对蓄电池在线电压 情况巡环检测的一种设备。可以实时检测 到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电 池电压高过或低过设定时，就会发出告警 信号，并能通过监控系统显示出是哪一节 蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检 测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄 电池。
5
直流系统构成-监控系统
监控系统是整个直流系统的控制、管理核心， 其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行 长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态， 根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为 依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理， 保证其工作的连续性、可靠性和安全性。监控系统 目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏 型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行 参数显示，系统控制操作和系统参数设置。
直流系统是应用于水力、火力发电厂， 各类变电站和其它使用直流设备的用户， 为给信号设备、保护、自动装置、事故照 明、应急电源及断路器分、合闸操作提供 直流电源的电源设备。直流系统是一个独 立的电源，它不受发电机、厂用电及系统 运行方式的影响，并在外部交流电中断的 情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提 供直流电源的重要设备。
直流系统绝缘降低的危害及处理
直流系统绝缘降低的危害及处理摘要：本文首先介绍了直流系统接地故障的分类，直流系统绝缘降低的原因，直流系统绝缘降低的危害以及常规的处理方法，另外还介绍了直流系统中绝缘薄弱环节的查找方法，并提出了避免直流系统运行中绝缘降低的方法。
【关键词】：绝缘降低；直流系统；危害；处理；蓄电池1前言为了能够更好的提供控制回路、信号回路、保护回路和自动装置回路在运行中所需的电源，在大多数的发电厂大中型变配电所中通一般都使用蓄电池组直流操作电源系统。
目前有关直流电源系统的技术标准，操作规程，维修标准，技术法规和其他的许多规定，已逐渐走向成熟。
但是，在现实的变电运行中，还有很多由于直流问题造成的意外事故，最近几年中由于直流绝缘降低或破坏引起的意外损坏事故显著增加。
导致直流绝缘降低或破坏的原因有很多，但是如何采取有效措施对其进行有针对性的纠正和预防，值得我们进行深刻地探讨。
2直流系统绝缘降低的原因目前有很多的原因都会致使直流系统绝缘降低，而且湿度、温度等外界环境因素都会对其绝缘状况产生很大的影响。
在二次回路中使用的接线端子，跳合闸线圈等是否有良好的绝缘性能，会直接影响直流系统中总的绝缘电阻，另外在二次回路中所使用的起辅助作用的设备，如闸刀、按钮、灯座、辅助触点等，也会对其产生直接的影响。
导致直流系统绝缘降低的直接原因有：操作直流系统中的二次线接线松动脱落导致误接地；环境中相对湿度过大导致直流系统绝缘下降等等。
3直流系统中绝缘薄弱环节的查找方法3.1直流系统接地查找的一般原则。
（1）对于一般的直流电源馈线，查找时使用瞬停的方法。
即打开某一馈线刀闸的开关，然后快速地合上（切断时间不能大于3秒钟），观察绝缘监察装置中的接地信号是否瞬时消失，如果没有消失那么再去选择其他的馈线。
（2）对于一些重要的直流电源馈线，在查找时使用转移馈线的方法。
即首先将该馈线转移到其他的直流母线上，观察其接地信号是否移动，然后判断该馈线是否接地。
3.2查找接地点的具体步骤。
电站直流系统接地事故危害分析与处理
因素 的影 响而造 成接 地 。如设 备传 动过程 中
的机械振动 、 ， 压 设备质量不 良， 绝缘材料不 合格 ， 绝缘性能低 ， 直流系统绝缘老化， 或存
并负责对公司内所有 的变电站进行 日 常维护 工作 ， 集 团 公 司 生 产 、 活 用 电 的 动 脉 所 是 生 在。在供电二次保护 系统 中， 直流 系统 的用
检修人员处理 。不论运行人员还是检修人员
检查接地 之前 ， 须依据 运行 方式 、 必 工作情 况、 气候影响判断接地点的位置 ， 应尽量一步
到位 ， 缩短查找时间。当判断不 出接地点时 ， 要用拉路法进行查找。有的单位采用负荷转 移法检查接地 ， 即将直流母线分 段 ， 将直 流
负荷 从一 条母 线 切 到 另一 母 线 ， 接 地 点 随 当
电站直流系统接地事 故危害分析与处理
能源 中心
摘
李
要
琦
本文分析了能源中一发电一车 间老变 电站 的直流 系统 接地 故障 的原 因和危 害 ， 现场 Ｉ Ｌ ， 根据
工作经验提出接地故障的处理方法 ， 保证 了直 流系统的可靠安全运行。
１ 概述
能源中心是公 司的能源供给部 门， 中 其 热电分厂负责公司的电力配变及输送工作 ，
一
ｃ小动 物爬 人或小 金属 零件 掉落 在元 件 ．
上造成直流接地故障。如老 鼠、 蜈蚣等小动 物爬人带电回路造成接地 ； 某些元件有线头 、 未使用的螺丝 、 垫圈等零件掉 落在带 电回路 上造 成接 地 。 ｄ 因工作人员疏忽造成的接地 。在带电 ．
二 次 回路上工 作 ， 直流 电源误 碰设 备外 壳 ， 将
我们决定在该站直流屏上依次拉开所有 二 次 回路 空气 开关 ， 进行 逐 一排查 ， 确定 故 障
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两点接地可能造成断路器误跳 A、B两点，A、C两点，A、D
两点，D、F两点接地都可能造 成断路器误跳。 两点接地可能造成断路器拒动
B、E两点，D、E两点或C、E 两点接地都可能造成断路器拒 动。 两点接地可能引起熔断器熔断
A、E两点接地可能引起熔 断器熔断。
当接地点发生在B、E和C、E 两点，保护动作时，不但断路 器拒动，熔断器熔断，而且还 有烧坏断电器触点的可能。
直流接地故障的危害
当直流系统正极接地时，将会有造成保护误动的 可能；
当直流系统负极接地时，将会有造成保护拒动的 可能。
直流系统中有一点接地是不会对直流系统 造成直接危害的，但是必须及时消除故障，否 则在直流系统中再有一点接地就可能造成对整 个电力系统的严重危害。
直流接地故障常见情况
图1 直流系统接地情况图
平衡电阻为1M Ω时，V+=10.5V,V-=209.5V 平衡电阻为50K Ω时，V+=73V, V-=147V
直流系统接地故障分析
由此可见系统正负极电压偏差程度与接地程度的直接 联系是建立在平衡桥处于正常范围之内.
当我们分析不同的系统时，不能简单的以电压偏差程 度来判断绝缘异常严重程度，在没有确定平衡电阻大小时 ，它们之间无法一一对应．
这是直流控制电源的一种。正常运行时，它给电容量足够大的电容器组充电 ；当发生事故时，电容器组向继电保护装置和断路器跳闸回路供电，保证继电保 护装置可靠动作，断路器可靠跳闸。这是一种简易的直流控制电源。
在我国110KV、35KV、10KV终端变电站，以及厂用6KV配电系统在有些采 用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏作为操作、控制以及保护的电源。
如果正极接地电阻为RX，如图4,得：
接地阻值与电压偏差关系分析
R正 // RX V
R负
V
V V 220V
则：
V
R正
220 R正 // RX
R负
V
V
R正
220R负 // RX
R负
V
分别以R正=R负=1MΩ ，以及R正=R负=50KΩ时正接地电阻 为50K时考察电压的变化情况。
• 当负极绝缘水平低于某 一规定值时称为负接地 。
表1 绝缘电阻整定值
系统电压 绝缘整定值
(V)
(KΩ )
220
25
110
7
24
1.7
DL/T856-2004附录A（规范性附录）
直流系统接地故障分类
按故障类型分为： 直接接地（金属接地）
直接接地是指直流系统电源正极或负极对地的电阻等于或接近于 零的情况。这种接地情况在直流系统中如果同时出现两点时，就很可 能造成断路器误动或拒动，或熔断丝烧断等现象控制、信号、保护、自动装置以及某些执行机构供电 的电源系统，通常称为控制电源，如系统直流电源，则称为直流控制电源。
根据构成方式的不同，在发电厂和变电所中应用的有以下几种直流控制电源 。 蓄电池组构成的直流控制电源
由蓄电池组、充电装置及直流屏等设备构成，应用于各种类型的发电厂和变 电所中，是一种在各种正常和事故情况下都能保持可靠供电的电源系统或者说是 一种直流不停电电源系统。通常简称为直流控制电源系统或直流系统。 电容储能式直流控制电源
间接接地是指直流系统电源正极或负极对地绝缘电阻低至某一允 许值之下。这时的接地电阻是否会对系统造成危害，就要看各个单位 的具体情况，它与系统接地的位置和继电器的灵敏度有关．比如当前 发电厂和变电站中最灵敏的中间继电器的内阻，对于２２０Ｖ为２０ Ｋ，对１１０Ｖ为６Ｋ，对４８Ｖ为１．５Ｋ． 绝缘降低
绝缘降低是指直流系统所采用的电缆、设备的绝缘电阻由于某种 原因低于出厂数值。这些电缆，设备构成的直流系统的直流电源的正 ，负极对地绝缘电阻总体上低于充许值．
但对于同一系统，由于其平衡电阻大小是固定的，我 们可以定性得出，电压偏差越大，绝缘相对会差．
平衡桥的概念
• 正常情况下，直流系统中正负对地是绝缘的，平衡桥即是 为了查找直流系统中存在的绝缘降低或接地故障而人为在 系统的正对地与负对地加入的两个大小相等的平衡电阻．
平衡桥的意义
从前面分析可知，对于一个没有平衡电桥，或平衡电桥取 值不当的系统，系统电压是无法准确反应出系统对地绝缘 状态的，因此，平衡桥在直流系统中将系统对地绝缘阻抗 与正负对地电压进行了对应．
直流系统接地故障分析
直流系统无论是采用旧式还是 新式的绝缘监测装置，都是根据 电桥原理，即绝缘监测装置中的 Ｔ型网络和直流系统正、负极绝 缘电阻构成电桥。
图2 电桥原理图
E为直流系统正负极之间电 压，R1，R2是桥臂外接电 阻，R1=R2有1K，也有 6.8K,R3是电流继电器的线 包直流电阻，有30K，
13.2K
将R1、R2、R3、R4、R5 采用星形与三角形等效变换 后进行接地电阻与正负电压 之间的关系分析。
接地阻值与电压偏差关系分析
电压偏差越大，接地越严重？它们之间有何种关系？
图3 电桥等效原理图
图4 正接地等效原理图
R正与R负为R1—R5的等效电阻，系统正常时，R正 =R负，V+=V-=110V，当系统正级或负级发生接地或绝缘 异常时，其正对地与负对地电压即会发生变化。
直流绝缘异常常见情况
电缆引起 故障主要是由于电缆绝缘层的老化或电缆加工、敷设
过程中的工作不慎损伤电缆绝缘层造成。 设备引起
设备在制造过程中绝缘部分受损或者绝缘材料质量低 ，经过一段时间之后，薄弱部位就会裸露出来，如果空气 潮湿就可能产生直流接地故障。 其他外来物引起0
外来物包括外来金属碎片、设备的紧固件及小动物 躯体等。
直流系统的额定电压
电力工程中,直流系统电压等级分为: • 220V • 110V • 48V • 24V 常用的电压等级为220V和110V。
何为直流系统接地
• 当直流系统的正极或负 极与大地之间的绝缘水 平降到某一整定值或低 于某一规定值时，统称 为直流系统接地；
• 当正极绝缘水平低于某 一规定值时称为正接地 ；
平衡桥的选取
２２０Ｖ：３０Ｋ－６０Ｋ １１０Ｖ：１０Ｋ－１５Ｋ ４８Ｖ：５Ｋ－１０Ｋ
系统平衡桥的推导
对于一个绝缘正常的系统，往直流屏厂家并没给出确定的平衡桥