黃瑤玲，吳 萍，鄭 華，陳 瑤，姚其新

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

0 引言

低壓直流系統(tǒng)作為換流站站用電系統(tǒng)的重要部分，它是一個獨立的系統(tǒng)，不受換流站直流輸電系統(tǒng)運行方式的影響，為直流輸電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置、SCADA監(jiān)控系統(tǒng)等提供可靠穩(wěn)定的工作電源，直接影響整個直流輸電系統(tǒng)及交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

本文通過葛洲壩換流站的直流接地故障案例，分析了換流站內(nèi)低壓直流系統(tǒng)接地故障發(fā)生的主要原因為室外電纜或端子箱因施工工藝不良或設(shè)計不合理導(dǎo)致密封不嚴(yán)，電纜受潮絕緣減低發(fā)生直流接地，并針對此類情況所采取的一系列治理措施。

1 故障案例及原因分析

2017年8月葛洲壩換流站監(jiān)控系統(tǒng)頻發(fā)110 V直流I母、Ⅱ母絕緣接地，經(jīng)現(xiàn)場檢查控制樓一樓站用電室內(nèi)智能直流絕緣檢測裝置，發(fā)現(xiàn)110 V直流正電壓為6 V，負(fù)電壓為-111 V,直流系統(tǒng)存在正接地。隨后對智能直流絕緣檢測裝置報出的絕緣較低的各個支部逐一進(jìn)行排查，最終發(fā)現(xiàn)故障為極Ⅱ換流變B相分接頭控制柜內(nèi)分接頭檔位電阻盤回路電纜絕緣低引起。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)此次接地故障主要是由于極2換流變B相S3柜分接頭檔位電阻盤因大雨后受潮所致。由于換流變S3柜特殊結(jié)構(gòu)（內(nèi)有分接頭檔位機械連桿），加上葛洲壩換流站換流變年代久，遠(yuǎn)柜門密封膠條有所老化，每逢下雨就會使柜內(nèi)受潮?，F(xiàn)場對分接頭操作箱使用防雨布進(jìn)行了包扎處理，將分接頭連桿和呼吸孔進(jìn)行了密封處理，確保漏水事件不再發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，已更換所有換流變各控制柜密封膠條，并檢查箱體氣密性；已考慮在換流變控制柜上方加裝防雨棚或者防雨小間，防止雨水直接進(jìn)入柜體。

據(jù)不完全統(tǒng)計，2012年至今，湖北地區(qū)5座換流站低壓直流110 V系統(tǒng)發(fā)生外部回路直流接地故障共計19次，直流接地故障原因主要是低壓直流系統(tǒng)分布范圍廣、外露部分多、電纜多，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地；或由于施工質(zhì)量原因造成的直流絕緣降低或經(jīng)高阻抗接地。分析直流接地的原因有如下幾個方面：

（1）直流換流站內(nèi)大型充油設(shè)備（換流變、平抗、主變、高抗）比較多，在基建時存在部分本體保護元件（如瓦斯繼電器、油流繼電器、壓力繼電器等）接線盒電纜“高掛低用”的情況，從而導(dǎo)致雨水倒灌至接線盒導(dǎo)致直流接地或節(jié)點短路的情況。

（2）二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低；施工質(zhì)量合格，電纜存在劃傷、刻痕情況或運行時間較長，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，或存在某些損傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

（3）二次回路及設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮、端子箱進(jìn)水，使直流對地絕緣嚴(yán)重下降導(dǎo)致保護報警甚至跳閘。

（4）小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障；某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。

2 直流系統(tǒng)接地故障的查找方法

2.1 直流系統(tǒng)接地查找的一般原則

（1）對于一般的直流電源饋線，查找時使用瞬停的方法。即斷開某一饋線刀閘的直流負(fù)荷開關(guān)，然后快速地合上(切斷時間不能大于3)，觀察絕緣監(jiān)察裝置中的接地信號是否瞬時消失，如果沒有消失，再去選擇其他的饋線。

（2）對于一些重要的直流電源饋線，就目前的查找手段，可利用快速接地查找儀器進(jìn)行快速定位。即將快速接地查找儀接入接入直流系統(tǒng)正負(fù)極，自校驗裝置后，進(jìn)行異常支部的測試，確定該支部是否存在接地。

2.2 查找接地點的具體步驟

（1）首先，通過絕緣監(jiān)測裝置確定出是正極接地或負(fù)極接地，并且讀出其接地電阻值的大小。

（2）利用絕緣監(jiān)測裝置報出接地支部信息，瞬時停止不重要的直流饋線，觀察接地信號的變化。

（3）借助快速接地查找儀在直流負(fù)荷屏內(nèi)進(jìn)行饋線支路的快速查找。在查找過程中，首先快速對每一組支部進(jìn)行排查，確定接地支路所在位置，再對該支路所在負(fù)荷段進(jìn)行逐個排查，確認(rèn)故障支路。

（4）在直流負(fù)荷屏內(nèi)檢查出故障支路后，再沿著該支路的直流電源二次回路依次向接地點方向查找，直到找到接地點為止，然后對其進(jìn)行處理。

3 直流接地故障應(yīng)對措施

對于直流換流站來說，換流變壓器、平波電抗器等大型充油設(shè)備的本體保護發(fā)生直流接地使保護誤動，將直接導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)的停運，嚴(yán)重影響跨區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。因此，在日常運行維護工作中，特別重視對直流系統(tǒng)的接地故障處理和隱患分析。

目前，對換流站直流系統(tǒng)接地故障的處理方法和措施主要有以下幾種：

（1）在發(fā)生直流接地故障時，運維人員快速響應(yīng)，利用絕緣監(jiān)測裝置報出故障信息進(jìn)行再次巡查查找故障支路，同時借助接地查找儀器在直流負(fù)荷屏內(nèi)進(jìn)行故障精細(xì)查找，縮短故障查找時間，減小直流接地對換流站控制保護系統(tǒng)的影響。

（2）對大型充油設(shè)備（換流變、平抗、主變、高抗）的本體保護的二次回路絕緣和本體接線盒防雨防潮情況開展重點隱患排查和治理工作。重點檢查本體保護接線盒電纜走向，是否存在“高掛低用”情況，并對存在“高掛低用”的本體保護元件（如瓦斯繼電器、油流繼電器、壓力繼電器等）的接線盒電纜及電纜格蘭頭進(jìn)行更換，對存在進(jìn)水隱患的各本體端子箱（接線盒）電纜護套（管）進(jìn)行封堵、底部打孔、調(diào)整電纜走向等各項防雨防潮治理。

（3）對戶外開關(guān)、刀閘、互感器等端子箱開展防潮治理工作。對室外端子箱有條件的加裝防雨罩，對端子箱蓋子更換老化密封圈，對可能導(dǎo)致受潮的孔洞進(jìn)行封堵，定期檢查端子箱內(nèi)溫濕度加熱器工作情況等。