直流系统是发电厂的重要组成部分，关乎许多供电设备的稳定运行。如果直流系统出现接地故障，不仅不能为电气设备提供电源，还会造成自动化装置、保护装置等许多采用此系统供电的设备损坏，甚至引发严重的电力安全事故。采用合适的检测方式进行故障分析，以便制定科学合理的故障解决措施，促使其尽快恢复运行，防止设备因长时间断电出现其他故障，避免给发电厂造成更大损失。
1发电厂直流系统接地故障概述
1.1发电厂直流系统组成结构
发电厂直流系统的组成结构主要包括：直流母线、电源、馈线、直流配电柜、直流电源监测装置等。这些组成部分经线路连接后，成为一个强大的供电网络，为厂内直流设备输送电源。其中电源是由充电设施、蓄电池组所组成，直流母线可聚集电能。在发电厂直流系统正常运行过程中，充电设施保持充电状态，源源不断为继电保护装置、跳合闸等提供电源。如果直流系统出现接地故障，会导致控制回路、自动装置等失去电源，还会将继电器接点、充电设施等烧毁，危害严重，必须加强防范。
1.2发电厂直流接地故障产生的原因
直流系统接地故障是指正极、负极与大地之间的绝缘水平降至某一整定值或者低于某一规定值的状态。该故障的出现多与以下因素有关：（1）天气因素。天气原因对电力系统和电气设备的影响显而易见，尤其是温度和湿度的影响，对于直流接地系统来说，很容易在雨雪天气时，因空气湿度较高，或水分渗入接线盒内，导致室外直流系统的绝缘值下降。（2）人为因素。由于无关人员无意或有意对直流系统外力破坏，或是电力施工、检修维护人员，工作中操作不当，造成线路连接不规范，电缆芯一头裸露在金属件上，引发接地。（3）环境因素。由于细小的杂物在风力等的作用下，落入密封不严的配电柜内，或是某些贯穿物直接击穿系统中的某些电气装置。还有一些小动物，在直流系统中的某些电力装置内部筑巢安家，使得线路混乱，与导电物体相接，或是动物啮咬接地线缆，致使其绝缘层破坏，金属芯裸露后接地。（4）自然因素。为了抗干扰，通常在插件电路设计中使正负极与地线之间并联抗干扰电容器，如果该装置因雷击、外力等受损，也会导致直流系统出现接地故障。
2发电厂直流系统接地常见的故障
2.1电阻单点接地故障
电流的传输靠电缆等导电装置，而地面和一些金属体是很好的导电体，如果电流在传输过程中，所经过的线路与金属、地面等产生接触，根据电压、电阻和电流之间的关系，出现并联后，电阻值会降低，而直流系统正常运行时有标准电流设定值，以及异常情况下的预警值。如果出现并联造成电阻值低于直流电系统规定的电阻值后，直流系统就会出现电阻单点接地故障。根据对电阻值的影响，早期该故障的影响性不大，但长期不处理则会造成电能浪费，还可能引发其他严重后果。
2.2多点经高阻接地故障
多点经高阻接地故障是发电厂直流系统中较为常见的一种接地故障。其原因为直流系统大部分电阻接地，长期运行后，由于设备、电缆等性能下降，电阻也会逐步下降，同上述故障出现的原因一样，电阻值过低，会触发接地故障报警。因此，多点经高阻接地故障可看作是单点接地故障的一种发展模式，在出现该故障后，无法完成自动检测，必须由专业人员进行故障检测分析。
2.3多分支接地故障
当直流系统中的多个电源同时接地时，电阻值的变化会非常明显，必然会造成接地故障，同时故障后的检测和处理也更为困难。因多个电源造成支路较多、接地点较多，当出现故障时，不容易快速判断具体的故障位置，造成故障处理不及时，必须要将其从直流系统拆解出来后再进行细致检测，以准确定位故障。
3发电厂直流系统接地故障分析方法
3.1拉路法
在发电厂直流系统故障检测中，拉路法是一种快速简便的方式，在应急处理时非常实用。通过对直流系统中的直流馈线低压断路器进行拉扯，拉开电源观察信号是否消除，以快速确定故障分析方向，之后再确定接地故障的具体支路。通过将直流系统进行分解，对于不太重要和重要的负荷线路分别采取瞬时停电和转移负荷法，再确定接地故障的具体支路，以便进一步分析，确定故障点。应用时，应事先告知运行集控中心及设备管理部门，便于进行配合检修，按照信号操作，保障检修人员安全，尽量不影响发电厂正常安全生产。
3.2装置法
（1）利用万用表进行故障分析。万用表是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，应用于发电厂直流系统接地故障分析时，可测量直流电流、直流电压。在检测过程中，如果发现某条线路数值异常，便可确认接地点。但需要逐点、逐线地确认，用时较久，故障分析处理效率较低，不太适用于较为复杂的系统。（2）监测装置。对于接地情况较为复杂、线路较多的直流系统，采用万用表较为耗时，可结合应用监测设备，以便有效应对单点接地、多点接地、多分支接地等多种情况。但此种方法需事先在易出现故障处设置监测设备，且此方法的故障定位虽快速但不够精确，仅可作为一种辅助分析方式。
3.3动态差值法
这种检测方式更为科学准确，经验证，在发电厂直流系统接地故障检测中非常适用，成效显著。应用时，会对直流母线电阻进行准确检测，获得相应数据后进行分析，通过动态差值来判断支路电流与母线接地电压数值变化情况。具体的故障分析所需数据可参见表1。该表以220V直流系统、100kΩ电阻为例，测量得出了动态差值法应用所需的相关数据，并依据电路定律公式E=U-Ir进行有关计算，综合后分析故障发生位置。
4发电厂直流系统接地故障处理建议
4.1规范故障检测流程
接地故障处理的第一步是故障分析定位，只有保证此环节的准确和安全，才能顺利进行故障处理，及时解决问题。（1）排查二次接线或设备绝缘性等方面的影响，检查是否因为接线、布线不规范，导致电缆绝缘层破坏，电缆金属芯直接与地面接触而接地。若是因此而产生故障，则只需修复破损的电缆，调整电缆位置，然后对线路和直流系统中各元件性能加以检测，确认不存在漏电情况就可使直流系统恢复正常运行状态。（2）对室内接线进行检查后发现没有问题，就应重点检测直流系统元件，主要检查其绝缘性能是否正常，是否因绝缘失效或绝缘性能较低而导致接地故障。若排除因绝缘问题造成的接地故障后，可分析回路是否正常。通过层层检测和故障排除，最后确定故障原因及位置，然后针对性地进行修复或更换处理。
4.2加强日常监测维修
（1）重视运行监测。要利用自动监测系统实时监测发电厂直流系统的运行状态，并安排检修人员定期进行深入检查，以及时发现设备或电缆损坏等问题，有效避免问题扩展，引发严重的接地故障。（2）做好定期维保。不仅要对直流电缆进行日常维护和清洁，检查电器设备中是否存在小动物啮咬电线、电缆中积灰过多、线路所处环境温度和湿度较高等问题，以便及时清理灰尘、修复电缆，确保直流电缆回路的清洁干燥，防止电缆绝缘失效。如对极板的渗液要及时处置清理，加涂凡士林；老化的母线要及时更换，铅酸蓄电池出现电池端柱弯曲或损坏等情况时要及时更换。（3）做好电气设备的防护。对室外容易发生直流接地的相关装置，要覆盖防雨罩等来避免恶劣天气对设备的影响，要保障配电室、端子箱的封闭效果，安装挡鼠板、粘鼠板等，避免杂物落入，或是小动物钻入。
5结语
综上所述，发电厂直流系统在运行过程中由于人为、环境等原因造成的各种接地故障，会直接影响直流系统运行状态，特别是故障问题严重，处理不到位时，会引发生产事故，造成较大的损失。因此，对直流系统接地故障进行分析和处理工作责任重大，意义非凡。在日常检查工作中，也要重视设备和线路的检查及维护保养，以有效预防接地故障的出现，全面保障发电厂的安全运行和可靠性。
参考文献
[1]杨继峰.浅谈变电站直流系统接地故障危害及查找步骤[J].电子测试，2017（4）：81，83.
[2]郭兴强，党政，纪哲夫，等．变电站直流系统接地故障解析及新型检测方法的研究[J]．电子测量技术，2020，43（3）:81-85．
[3]刘渝根，陈超，杨蕊菁．基于小波相对熵的变电站直流系统接地故障定位方法[J]．高压电器，2020，56（1）:169-174.