赵成玮
摘 要：在新时代的背景下，电力资源对于保障我国经济社会的和谐稳定发展具有重要意义。本文结合当前的火电厂电气设备运行发展情况，多角度分析了火电厂常見接地故障情况，并结合自身从事电气设备管理的工作经验，提出了有针对性的火电厂常见接地故障排查方法，希望对全面增强火电厂电气设备管理水平，保障火电厂安全运行具有一定帮助。
关键词：火电厂，设备管理，接地故障，故障排查，排查方法
1 引言
在我国经济社会快速发展的背景下，电力资源对于保障我国经济社会的和谐稳定发展具有重要意义，也是推动我国实现伟大民族复兴伟业的重要基础。在当前的发电厂的实际运行环节，我们不能忽视电力系统中存在着这方面的问题，正是由于电力系统的故障问题，会造成部分地区建设的安全性、稳定性受到影响。从这个角度来看，我们应全面加强电力系统的检修工作，加强有效处理影响较大的接地故障，旨在全面保障提升电厂电力系统的运行速率。
2 火电厂常见接地故障
2. 1 继电保护二次回路两点接地故障
如存在着二次回路绝缘老化的问题，或者造成检修环节中的人为操作失误，这些都会存在着互感器二次回路中存在着两点或者两点以上的接地问题，容易引发相应的误动或拒动的问题。
（1）电流互感器两点接地对保护的影响
一方面，由于存在着电流互感器两点接地的情况，这样会造成存在着保护拒动的情况。由于存在着两点接地在电流互感器二次线圈两侧的情况下，这样会造成通过大地形成回路，而存在着二次侧电流分流的情况。特别是考虑到两接地点存在着较近的距离，大都是采用直接短路保护装置采样回路的方式，针对过流保护工作来说，当没有故障电流被采集的环节中，容易出现保护拒动的问题。
另一方面，由于存在电流互感器二次回路两点接地的情况，从而容易出现误动的情况。对于变压器差动保护来说，在理想的状态下满足于变压器的运行要求，特别是应能保障实现差动继电器不动作的要求。如果存在着二次差动回路两点接地的情况，特别是接地点存在着电势差的情况，存在着故障接地电流的问题，容易存在着差动回路中的较大的不平衡电流的情况，从而引发差动保护误动的问题。
（2）电压互感器二次回路两点接地对保护的影响
考虑到电压互感器二次中性点的实际情况，当存在着二次侧的两点接地的情况，考虑到其电势存在着差异性的情况，如果接地点有一次系统接地故障的情况，考虑到两接地点存在较大的电势差的情况，这样就可以会存在着相电压测量误差，意味着难以反映出真实的相电压的情况，也会影响到相应的电压的大小以及相位。同时，在系统接地的情况下，互感器自产零序电压也存在着变化的情况，这样也会影响到相电压以及零序电压的判断依据。
对于接地距离保护方式来说，主要是通过考虑到短路情况下的电压、电流的动态化变化的情况，从而落实相应的两者的比值，如果其小于整定值的情况，则存在着保护跳闸，距离越近也意味着动作时间越短的情况。从这个角度来看，结合电压互感器以及电流互感的情况，如果存在着二次回路中的两点接地的情况，这样都会造成一系列的保护误动及拒动的情况，不容忽视。
2. 2热工回路屏蔽电缆两端接地故障
根据相关火电厂的电力安全规范标准要求，电缆屏蔽层应明确满足于机柜侧单端接地的要求。在具体的实践环节中，考虑到规程往往无法执行到位，再加上长期服役而造成电缆破损等问题，这样会存在着屏蔽线双端两点或多点接地的情况，从而引发存在着热工信号测量误差的情况，难以保障系统的正常化运行。
考虑到外部电磁干扰的影响，其所产生的感应电势会通过信号电缆而分布于电容藕合到信号线的情况，会造成一系列的干扰问题。这部分干扰信号则需要利用屏蔽层单端接地的方式，力求能消除感应电势。如在屏蔽层双端接地的过程中，由于两点间的电势差会造成环流的问题，也会存在干扰信号的情况。
考虑到热工系统的实际情况，在进行电气系统的测量回路中，应考虑到高压所造成的较强的电磁干扰问题。结合相关的继电保护装置的规范标准要求，以及应相关的电力生产重大事故的有效应对措施来看，电气屏蔽电缆应通过双端接地的方式来进而有效处理干扰源。考虑到热工系统的特点，存在着并不太明显的电磁干扰问题，测量回路为弱电回路，这样会造成两点接地的环流为需要关注的内容。
2. 3 电气二次回路两点接地对电度表计量的影响
为了保障火电厂电能计费要求，应明确电度表的准确性要求，一般来说，电厂大都是通过单相电度表、三相四线电度表、三相三线电度表等方式。对于电度表计量误差进行分析，主要存在的误差情况涉及到电度表接线极性错误、电压回路压降、二次回路故障以及互感器变比选择等方面的原因。这里从实际来看，主要涉及到互感器二次回路故障所造成的误差。
针对电流互感器二次线圈的两侧接地来说，在开展单元采样环节，如果采样比实际二次电流下则会造成电度表测量的电量较低。同时，考虑到电压互感器中性线中的两点接地的情况，当存在着接地电势不同的情况，则会造成存在着二次侧中性点偏移而造成相电压的测量误差问题。
2. 4 直流控制回路接地故障
考虑到火电厂的实际电气系统的特点，大都是选择直流电源控制的方式来处理断路器和部分重要辅机，同时，由于直线线路具有较广的分布，当存在着直流系统接地的情况，则会存在开关拒跳或误跳的问题，从而会造成火电厂安全运行目标难以实现。
分析直流接地的原因，主要涉及到的烧毁破坏分、合闸线圈、断路器二次插头接线开焊、断线以及控制回路电缆外皮破损等问题。火电厂直流控制系统大都是选择220 V电压等级，直流接地也存在着直流负接地、直流正接地等情况。当存在着直流控制回路的一点接地的情况，并没有任何影响，但需要立即处理，如果存在着两点及以上的多点接地的情况，则会造成开关拒动或误动的情况。其中，从图1断路器控制回路原理图中可以看出，当存在着a，c两点通过大地形成回路的情况，这样就会造成继电器线圈导通的情况，存在着开关误合的情况。同时，如果存在着a，d点同时接地的情况，则会造成跳闸线圈导通的问题而出现开关误跳的情况。如果存在着b、d同时接地的情况，存在短路合闸线圈的问题，容易出现开关拒跳。而b和c的同时接地意味着短路合闸线圈，而会出现开关拒合，从而存在着保险FU熔断。
从这个角度来看，通过正极两点接地的方式则会出现开关误动的情况，而存在着负极两点接地的情况，则意味着开关拒动的问题。
2. 5 防雷接地可能出现的问题
为了保障火电产电气设备的正常化运行，我们还不应忽视火电厂防雷系统的作用，但由于在实践中存在着防雷接地不合理、不规范施工以及维护不及时等问题，存在着一系列的接地问题。
一是，在具体的防雷接地设计的实践中，存在着入口均压带设置不合理的情况，不满意电气装置及接地装置的施工规范标准，没有合理化设置避雷针及其他接地装置。对于如果存在雷击的影响下，会造成升高接地点电势的情况，合理化设置均压带能有效控制跨步电压，避免出现触电问题。
二是，在施工环节中，存在着随意开挖敷设的情况，避雷针集中接地装置与主接地网的接地点的距离间距不符合规范标准。结合规范条规的内容，应严格恪守相关的标准要求。
三是，接地网搭接焊接存在问题，并没有开展焊接位置的防腐工作，并没有及时处理焊药，正是由于焊接不恰当及不重视防腐工作，会造成接地连接点的断裂及腐蚀问题更加严重。
四是，运行维护工作难以落实到位，往往会造成更加严重的接地网腐蚀问题，接地电阻逐步增加。
五是，难以开展高质量的避雷器泄漏电流监测，没有完成预防性试验，没有及时发现避雷器的击穿问题，存在着安全故障隐患。
2. 6 电气设备保护接地可能出现的问题
结合火电厂中低压配电系统保护接地的实际情况，大都是选择TN-C系统，在这样的情况下，零线主要能实现落实中性点电压不偏移的问题，从而存在着电压基本不变的情况，并能构建单相负荷电气回路，实现保护接零系统PE线。当存在着零线断线的问题，则意味着巨大的安全隐患。
图2为TN-C系统零线断线的示意图，存在着设备外壳漏电的情况，则会意味着零线与相线短路的问题，存在着保护跳闸。当存在着a点的零线断线情况，在其之前的零线电压为零，而其后呈现出单相设备组成星形负载，零线带电。当存在着b的零线断线的情况，其中，b，c相负荷两端电压为线电压，结合相应的串联分压的影响，肯定判断烧毁B，C相负荷或因电压太低而无法工作。最后，当存在着c点零线断线的问题，其后的单相设备由于电气回路开断，难以满足工作的要求。同时，考虑到外殼的漏电问题，考虑到零线与中性点断线而难以构成短路电流，能实现实现保护接零的作用，存在安全隐患。
3 火电厂常见接地故障排查方法
3.1 互感器二次侧两点接地排查方法
（1）二次侧两点接地排查方法
在火电厂的正常化运行实践中，重点探讨了电流互感器线圈两侧接地以及中性线两点接地的情况。一是，在开展互感器线圈两侧接地的分析环节中，结合相关的节点电流定律的情况，这样会造成存在着中性线电流与永久接地点电流的方向相反且大小相等的情况，这样通过互感器、负载方可构建相应的电势差的回路情况，考虑到回路电阻较大而可以忽略电势差的影响。二是，在分析电流互感器中性线两点接地的情况下，大都是结合实际情况，开展检测永久接地点以及电流互感器中性点电流的情况，这样大都是可以进行判断是否存在两点接地的问题。
（2）二次侧两点接地排查方法
考虑到正常化运行的设备的具体情况，考虑到电压互感器二次接地线难以解开，大都是选择电阻法查找二次回路多点接地互感器的情况。一般来说，对地没有构建成回路的情况，则为高阻抗的情况，造成很小的接地回路中电流值情况。存在着接地点串入滑线电阻的影响，特别是考虑到这种情况下，对于滑线电阻改变几乎不会造成接地电流的影响。对于存在着互感器中性线发生两点接地的情况，这样情况下所构成回路，则会造成永久接地点串入滑线电阻，相应的接地电流会存在明显变化，进而可以予以判断。
3. 2直流控制系统接地排查方法
一是，借助于直流绝缘监测系统的功能，能对于接地支路进行判断;二是，进行直流负荷的逐一化切除，并开展相应的支路上的接地点的有效查找工作;三是，明确由于直流停电而造成的误动作的设备，在换至备用电源的基础上，落实具体的接地点查找;四是，明确直流接地查找的原则，明确天气环境状况、落实操作方案、运行特点，从而明确相应的接地点的情况，并在实践中明确先照明、后信号、再操作的顺序。
3. 3热工屏蔽回路接地故障排查方法
结合热工系统的特点，考虑到屏蔽层接地线断线或多点接地的情况，在具体实践中存在着测量误差，会造成系统的运行受到很大程度的影响。在开展屏蔽层接地的实践中，大都是通过以下方式开展具体的查找工作。一方面，在排查屏蔽层接地线断线的情况，借助于万通便来进行屏蔽层对地电阻的测量，如果其数值存在着明显增大的情况，则意味着蔽层接地线虚接或断线的问题。另一方面，在开展屏蔽层多点接地点排查的过程中，在满足电流通过接地点而构建成回路的情况下，这样就可以选择加电流侧为起点，任意选择电缆一点测量屏蔽层电流，当存在着电流则意味着故障点位于测量点之后。反之亦然。
3. 4电缆接地故障排查方法
在开展电缆故障接地处理的实践中环节，大都是选择直流电桥法的排查方式。在具体实践中，当存在着电缆单相接地的情况，这样就会存在着电缆的完好芯线和故障芯线短接的情况，从而构成相应的环线情况，能够实现电桥和故障芯线、完好芯线的连接要求，通过测量电流通过接地点的方式来构建成为回路，经过相应的调节处理，能实现臂电阻的数值。同时，如果存在着检流计电流为零的情况，则意味着电桥的平衡状态。结合惠斯通电桥原理，考虑到电缆的电阻跟长度和截面积相关，这样就可以结合电缆的电阻率和截面积的情况，来推算出故障点的距离。通过电缆两相接地的方式，能实现落实接地点的情况。电缆三相接地的情况，则需要选择辅助线为附近另一完好平行线路中的一根芯线，基本上和单相接地的方式相类似。
4 结束语
综上所述，在开展火电厂电气设备接地系统管理的实践中，其具有一定的复杂性，但其关联到电气设备的安全稳定运行的情况。如果存在着电气设备接地系统故障的情况，则会造成出现信号异常以及计量不准确等问题，在严重的情况下，还会造成人员伤亡的问题。在这样的背景下，应从基建期开始予以重视，严格恪守相关的规范标准内容，并在运营期间落实具体的检验工作制度内容，及时排查存在着的接地故障问题，这样才能保障火电厂的安全平稳的正常化运营。
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