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變電站直流系統接地故障原因及對策

文檔作者：路欣怡，倪一洋文檔來源：國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司		更新日期： 2026年05月15日	點擊數：
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上一篇：電力工程110 kV電氣設備安裝方法研究

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工程技術研究 第9 卷 總第170 期 2024 年9 月 發展與創新
219
摘要：變電站直流系統一般由直流母線、充電裝置和
蓄電池等部分組成，作為變電站內保護、測控裝置、
斷路器控制電源等的重要負載電源，直流系統對變電
站的安全穩定運行起著十分重要的作用。直流系統接
地故障是變電站常見的故障類型，對變電站一次設備
的可靠運行有嚴重危害。文章首先對變電站直流系統
接地故障的類型與原因進行分析，介紹了幾種變電站
直流系統接地故障的判斷方法，并提出了變電站直流
系統接地故障的對策，旨在為變電站直流系統的穩定
運行提供可靠的支持與保障。
關鍵詞：變電站直流系統；接地故障；電源互串接地；
分支接地故障
Abstract: The DC system of substation is generally composed
of DC bus, charging device and battery. As an important
load power source for protection, measurement
and control device, circuit breaker control power source
in substations, DC system plays a very important role in
the safe and stable operation of the substation. Grounding
fault of DC system is a common fault type in substations,
which has serious harm to the reliable operation of primary
equipment in substations. This paper fi rst analyzes the
types and causes of DC system grounding faults in substations,
introduces several methods for judging DC system
grounding faults in substations, and puts forward countermeasures
of DC system grounding faults in substations,
aiming at providing reliable support and guarantee for the
stable operation of substation DC system.
Keywords: substation DC system; grounding fault; power
interconnection grounding; branch grounding fault
分類號：TM63；TM862
變電站直流系統是電力系統正常運行的重要組成
部分，變電站運行環境較為特殊，直流系統接地故障
較為常見，會直接影響變電站的可靠性。由于變電站
直流系統接地故障的起因較為復雜，在實際處理的過
程中可以通過故障的表現進行有效的分類，以便采用
相應的處理方式，避免故障范圍擴大，減少直流系統
接地導致的安全、穩定性問題。
1 變電站直流系統接地故障的類型與
原因
1.1 電源互串接地
變電站直流系統通常適用于變電站的保護、控制、
信號等設備的供電，不同的設備采用不同類型的電源，
因此同一個變電站直流系統往往包含多個電源。電源
之間的電壓等級有一定的差別，當電源互串接地現象
發生時，極易導致相關設備運行異常。在實際應用過
程中，引起電源互串接地的原因較為復雜，絕緣損壞、
老化、安裝失誤等均可能導致電源互串接地現象的產
生[1]。其中，絕緣損壞是常見的電源互串接地誘因，
當直流電源的絕緣材料因為老化、污染等失效時，會
導致不同的電源之間產生意外接觸，從而引發電源互
串接地的情況。
1.2 分支接地
分支接地故障指直流系統中的某個分支線路或設
備發生的接地，該現象會導致直流系統電壓出現異常，
引起設備誤動作或損壞等情況，從而直接影響變電站
的正常運行。在實際的工作中，分支接地故障主要是
維修和改造不當引起的接線不規范、接頭處理不當而
作者簡介： 路欣怡，女，碩士，工程師，研究方向為變電運維。 導致的線路絕緣受損現象。特別是在變電站中電路過
變電站直流系統接地故障原因及對策
Cause and Countermeasure for Grounding Fault of Substation DC System
路欣怡，倪一洋
LU Xinyi, NI Yiyang
國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，江蘇 蘇州 215000
Suzhou Power Supply Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., Suzhou 215000, Jiangsu, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.18.070 .
發展與創新 2024 年 第18 期 總第170 期 工程技術研究
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多時，維護人員極易出現接線失誤，從而導致電源異
常點增多。相較于電源互串接地，分支接地的數量較多，
且接地時即便斷開部分電源也不會產生明顯的電壓變
化，需要逐個排查故障點，因此故障的處理難度較大[2]。
1.3 假性接地
假性接地是看似接地但并沒有發生實質接地的情
況。當系統中某些設備或元件電阻值降低時，會引起
系統對地電壓異常。在使系統誤報警的同時，也會給
系統的正常運行帶來不利的影響。假性接地通常可以
通過絕緣檢測的方式進行確認，當絕緣水平降低后，
系統就會出現假性接地異常。但是在實際運行過程中，
感應電流頻率異常、接地電容電流異常增大等故障也
會導致假性接地現象的產生。因此，通常可以通過提
升絕緣監控精度、增強設備抗干擾能力等方式有效減
少假性接地現象的產生。
1.4 金屬和非金屬性接地
金屬性接地指直流系統中某點通過低電阻的路徑
直接與大地相連，如電纜外皮、設備外殼等金屬導體
與大地直接接觸。其外在表現為接地電阻低，易引起
系統電壓的迅速下降，從而引發保護裝置動作，降低
系統的穩定性。非金屬性接地則完全相反，其會通過
高電阻的路徑進行接地，此時系統整體的接地電阻較
高，極易引起系統對地電壓異常，雖然并不會立即引
發保護動作，但會導致系統運行不穩定[3]。金屬與非
金屬接地通常都與絕緣情況有直接聯系，當直流系統
絕緣保護能力出現問題時，會使金屬或非金屬導體接
觸地面而引起接地情況，如天氣等因素引起異常浮動，
排查難度也較大。
2 變電站直流系統接地故障的判斷方法
2.1 概率判斷法
當直流系統發生接地故障后，維護、值班人員可
以根據變電站的運行環境、參數變化，分析不同故障
的發生率，此即概率判斷法，也被稱為經驗法。首先，
天氣因素給變電站直流系統帶來的影響明顯，特別是
濕度較高的雨、雪、霧天氣中，環境濕度的增加會導
致設備絕緣狀態發生較大的變化。特別是極易受到天
氣因素影響的室外設備，在運行過程中，環境濕度的
增加會導致變壓器接線處、開關機構箱、端子刀閘等
絕緣能力較差的部分因為絕緣條件的變化而產生接地
故障[4]。其次，不少變電站建設在野外，昆蟲、小動
物的活動也會導致直流系統受到相應的影響。雖然可
以通過提升密封水平，避免這些影響，但是由于變電
站運行環境不確定，無法完全避免小動物、昆蟲接近
變電站直流系統而引發短路、接地等問題。此外，當
變電站存在施工、維護行為時，人為因素也會導致變
電站直流系統發生接地故障。因此，當施工過程中出
現接地故障時，要立即停止所有作業，并檢查各施工
細節，以快速確定可能的故障點和故障范圍。
2.2 拉路法
拉路法是較常見的接地回路故障檢測方法，指通
過逐個短時斷開的方式檢查系統的報警情況。逐個短
時斷開可能存在故障的回路，并根據系統提供的告警
確定故障所在的支路。在使用拉路法判斷變電站直流
系統接地的過程中，需要明確拉路斷開的順序。在直
流饋線支路的切斷過程中，需要控制短時切斷時間小
于3 s，無論回路是否告警都要快速合上，從而避免系
統出現其他故障。通常情況下，拉路法可以通過優先
斷開臨時工作電源、事故照明回路、通信電源的順序
逐個檢查。若沒有查出故障，表明系統可能存在多點
接地的現象，因此應提前做好系統電壓的監測工作，
查看系統電壓的波動情況，從而更準確地確定故障發
生在哪個支路，并通過解開支路環網的方式快速找出
并處理故障[5]。
2.3 絕緣監測法
上述兩種查找方法都比較傳統，但可能造成設備
無主保護運行，重要運行設備的保護和控制電源不能
隨意拉合，此時就要使用絕緣監測裝置或便攜式直流
接地定位裝置，在不停電的情況下查找直流接地故障。
絕緣監測裝置主要是運用平衡電橋法或注入電流法對
母線電壓進行監測，當電壓值低于原設定的定值時，
就會掃查各分支回路絕緣情況，判斷接地故障所在
支路[6]。
3 變電站直流系統接地故障的對策
3.1 采取故障預防措施
采取有效的故障預防措施，對減少變電站直流系
統接地故障具有重要的作用。由于大多數變電站直流
系統接地故障均是絕緣問題產生的，因此在變電站運
行維護過程中，首先應建立有效的絕緣監測機制。針
對不同的絕緣系統，使用相應的設備展開絕緣系統的
檢查與測試[7]。還要重點處理電纜、接頭、電池等關
鍵部位的絕緣問題。在發現絕緣問題后，應立即展開
原因分析，并采取維護、更換的方式，提升絕緣系統
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的可靠性。其次，進一步明確直流系統的安裝與維護
標準，嚴格按照相應的標準執行安裝與維護工作，并
針對電纜的敷設、接頭、理線建立詳細的工作計劃和
標準，以確保設備的安裝符合相應規范和要求。同時，
還應建立系統維護記錄，以便及時掌握系統的運行狀
態，從而為故障預測提供可靠的數據與信息支持。最后，
還應做好變電站直流系統的環境控制工作，加強變電
站直流系統的封閉處理，并做好溫濕度控制，從而提
升變電站直流系統運行環境的可靠性與穩定性，全面
減少環境因素帶來的變電站直流系統接地故障[8]。
3.2 正確處理故障告警信息和定位
當變電站直流系統反饋故障告警信息時，應及時
檢查變電站絕緣監測的告警信號，重點檢查直流系統
正負極的最低電阻、電壓情況，從而初步判斷變電站
直流系統接地的類型，以作出快速處理決策。當監測
告警信號表明系統存在電壓、電阻降低的現象時，則
表明系統可能存在接地故障。引起電壓、電阻降低的
原因較多、較為復雜，在實際處理過程中需要根據監
測面板查看母線對地電阻電壓變化情況進行判斷[9]。
在現場檢修維護過程中，還可以通過直接測量主接線
母線電壓及饋線支路的電壓判斷變電站直流系統是否
存在故障。若現場測量發現電壓降低，則表明變電站
直流系統已經發生接地故障，因此需要快速展開故障
點的定位和處理。
在實際故障定位過程中，可以利用絕緣監測裝置
的支路查找功能，確定饋線支路是否存在可能出現的
故障，并進一步核對饋線電路編號，以便于快速鎖定
出現故障的下級設備。同時，當出現分線支路負荷較
低時，則要進一步使用測量儀器逐一排查可能出現故
障的節點。若依然無法確定故障點時，還應要求繼保
班斷開環網供電，展開故障點查詢，并檢查戶外設備
是否存在進水、導線接地等現象。
3.3 有針對性地處理故障點
確定故障點后，需要根據故障點產生的原因進行
針對性的處理。針對不同的故障類型，采取相應的處
理措施，確保故障得以快速排除。針對絕緣損壞的電纜，
需要切除損壞的電纜部分，并使用相同規格的新線纜，
用專業剝皮工具撥出絕緣層后將新線纜與原有的電纜
進行連接，保證連接牢固后，使用絕緣膠帶或熱縮套
管對連接處進行絕緣處理，確保沒有裸露的導體，然
后固定新線纜，以免機械振動導致損傷。當接頭存在
問題時，首先需要判斷接頭的腐蝕情況，若接頭完全
損壞，要更換新的、相同規格的接頭，提升接頭的可
靠性。針對可修復的接頭，可以使用砂紙、清潔劑去
除表面的氧化層，并對接頭與線纜的連接位置進行絕
緣處理，提升絕緣強度。若機械結構內部進水，應在
排水完成后進行加熱風干，并更換防水膠圈，確保機
械結構內部的密封性、防水性符合要求[10]。
4 結束語
電站直流系統發生接地故障時，易對變電站的穩
定性和安全性帶來較大的影響，因此應加強變電站直
流系統接地故障的預防。在發現直流接地告警信號時，
值班人員應進行快速處理，通過系統告警信號查找可
能存在的故障點，并配合檢修維護班做好故障消除，
以恢復系統正常的運行狀態。在變電站運行的過程中，
應優先使用先進的設備和材料，做好直流系統接地故
障的預防與檢測，從而有效提升接地故障的查找效率
和準確度，為快速處理接地故障、保障電力系統的可
靠運行打下良好的基礎。
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