李炎胜

（珠海供电局变电管理所，广东 珠海 519100）

0 引 言

直流系统在变电站中为控制信号继电保护自动装置和事故照明等提供可靠直流电源。直流系统采用的是双极对地绝缘运行方式，当发生正极接地时，由于电磁操作机构跳闸线圈通常接于负极电源，若回路发生接地或绝缘不良，会引起保护误动；当发生负极接地时，如果回路有一点接地，就容易造成跳闸或合闸回路短路，使继电保护拒动或断路器拒动或熔断器熔断。因此，直流系统不允许一极长时间接地运行。

以往拉路法查找直流接地的方法，根据接地信号是否消失来判断故障范围，并隔离故障元件。拉路法更容易对装置造成冲击，以致装置误发信号，且存在危险性。随着继电保护及自动装置微机化，使用在线式接地自动选线装置进行查找接地成为一种普遍方法。

1 直流接地选线一般原理及技术难点

选线装置一般是通过在支路上检测直流对地所漏电流进行滤波放大处理来显示接地支路，如图1所示。直流系统双极对地绝缘运行，是按照国家DC/T724-2000标准确定的。其中，220 V直流系统对地电阻必须大于25 kΩ，110 V直流系统对地电阻必须大于7 kΩ。如果电桥电阻为50 kΩ，漏电流大约在几毫安范围内，漏电流检测难度较大[1]。此外，随着直流系统网络的不断增大，对地电容分布也不断增大，再加上多而复杂的干扰源对接地选线装置工况的影响，对接地选线装置的要求将更高。

2 接地选线方法的分析

2.1 叠加低频信号法

叠加低频信号法的电路如图2所示。

图1 接地选线原理图

图2 叠加低频信号法图

母线采集电压信号元件取出正极对地电压和负极对地电压，A/D转换后显示正极对地电压及电阻，负极对地电压及电阻，越过定值告警。

支路检查用极低频信号源（小于9 Hz），馈入直流系统与地之间，用小型电流互感器（TA），同时穿套在各支路的出线上。由于通过互感器直流电流大小相等，方向相反，产生的磁场相互抵销，互感器不反映直流电流部分的信号。注入在正负母线上交流信号幅值相等，方向相同，在互感器二次侧输出电流正比于通过正、负极对地电阻和电容的电流的相量和，设发送信号频率为f，有效电压为u，接地电阻为Rg，分布电容为C，则流过Rg的电流为：IR=U/Rg，而流过分布电容上的容性电流为：Ic=U/（1/2πfc）=2πfcu，将电阻性电流和电容性电流分开，取电阻性电流分量，经A/D转换器送至微机进行数据处理，显示支路号和对应的对地电阻值。

2.2 相位差偏磁调制法

相位差偏磁调制法的电路如图3所示。

图3 相位差偏磁调制法图

交变对称电流源激励的铁芯中，若同时存在恒定直流磁场，铁芯中交变磁通的对称性就会被破坏，磁通波形的正负半波将发生变化，相应绕组输出的电压正负半波将发生相对位移，正负半波相位变化量大小和方向可以反映直流偏置电流的大小和方向，利用这一特性测量直流漏电流[2]。

正常情况下，直流正极、负极电流相等，方向相反，铁芯产生磁通相互抵消，对三角波无调制作用，输出三角波不产生位移，波形对称（Δt=0），当发生接地时，正负极电流不等，铁芯产生直流磁场，输出三角波产生位移，通过检测Δt，计算出电流I（漏电流大小），从而进行选线。

2.3 霍尔元件构成直流CT法

霍尔元件构成直流CT法如图4和图5所示。

图4 霍尔传感器

图5 霍尔元件构成直流CT法图

半导体霍尔元件薄片通以电流I，在垂直方向施加磁场强度为B，那么半导体的另两侧会产生电动势，称为霍尔电压，UH=KHIB，KH为霍尔灵敏度。

利用霍尔元件镶嵌在高导磁率聚磁器环的截面上，组成一个直流传感器来测量支路接地漏电流。实际上就是一个灵敏度很高的直流钳型电流表，仪表反映的是正负电流产生的磁场差。

正常时正负极电流相同，磁环磁通为零，霍尔电压UH为零，当一极接地或绝缘不良时会有漏电流产生，磁环内的磁通不为零，产生霍尔电压UH，把UH进行A/D变换后送去微机处理，计算出漏电流大小，显示支路的接地电阻及相应支路数。

2.4 三种方法的比较

三种方法各有优缺点，具体如表1所示。

表1 三中接地选线方法对比表

3 对直流接地选线装置运行维护及选型的建议

（1）根据变电站直流系统规模特点，选择选线方法合适的接地选线装置.

（2）安装调试时，必须在支路的首端、中端及末端进行不同电阻的接地试验。

（3）对低频信号注入法接地选线装置，还要直流支路在不同对地电容值下，检测装置对电阻性电流及电容性电流的分辨能力；或选用有双频信号发生器接地选线装置。

（4）支路编号必须准确，显示一致，否则无法进行准确查找。

（5）定期进行人工巡检试验，每年要进行一次全面接地检测预试。

（6）由于技术上的局限性，不要过度依赖接地选线装置，还须结合传统的查找接地方法加以判断，以提高查找准确性和效率。

4 结 论

查找直流接地一直是变电运行难以解决的难题，到目前为止还未有较完善、准确及可靠的检测装置。本文分析了3种较有效的接地选线方法，以期为相关人员提供参考。