浅谈小电流接地系统单相故障分析处理

浅谈小电流接地系统单相故障分析处理

彭垚沈越王进

（国网安徽省电力公司铜陵供电公司244000）

摘要：电力系统中小电流单相接地是一种常见的故障，在实际中出现的概率比较高，有必要对其做出详尽的介绍。本文主要介绍了不同接地方式下单相接地故障时的电压和电流分布情况。接着介绍了小电流接地时伴随出现的主要现象，便于现实中识别和辨认单相接地故障。最后说明了处理小电流接地故障时的注意事项，对实际的事故处理起到一定的借鉴作用。

关键词：小电流接地单相故障；消弧线圈；接地原理；注意事项

绪论

小电流接地系统是指中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，当发生单相接地故障时，非故障相电压升高倍，而线电压维持不变，所以不会影响三相设备的运行，在系统中单相瞬时接地故障是最常出现的事故现象，小电流接地系统在不跳闸保持用户供电的情况下便能度过此类瞬时故障，这是该种接地方式最主要的优点。但随着中低压电网的扩大，对地电容电流亦大幅度增加，如果发生间歇弧光接地时电网的电容电流过大，电弧的重燃和熄灭将会导致电网强烈电磁振荡，可产生2.5～3倍相电压的过电压。这将对设备的绝缘寿命产生不良影响，甚至发展为相间短路造成设备损坏和停电事故，因此及时排除接地故障显得异常重要[1]。本文首先分析了小电流接地系统发生时电流和电压变化情况，之后阐述了单相故障时出现的异常现象，便于实际运行巡视人员做出分析判断，力求找到最快解决方案，避免电网事故扩大，保障用户用电质量，提高供电可靠性。

1.小电流接地系统单相故障分析

1.1中性点不接地系统

1.接地故障容性电流引燃电弧不能自熄，引起间隔电弧，过电压易产生相间短路或火灾；

2.非故障相对地电压升高倍，系统内设备或电缆绝缘等级相应提高；

3.发生接地故障时，报警而不切断故障支路，保证供电的连续性；

4.接地故障在一段时间内存在，接地故障电压易使人遭受电压或引起火灾。

中性点不接地系统在单相故障发生时虽然能持续供电，但也有一些安全隐患，如容性电流引燃的电弧不易熄灭，容易引发相间故障等恶劣事故[2]。

1.2中性点经消弧线圈接地系统

中性点经消弧线圈接地的系统称为谐振接地系统或补偿系统，当系统发生单相接地故障时，由于消弧线圈的感性电流对接地电流有补偿作用，它能避免接地电弧的重燃，使故障点的残余电流限制在不能燃弧的低水平上，减小了接地故障电流在故障点形成残留性故障的概率，让电网能够在产生接地故障电弧时恢复正常工作[3]。

2.单相故障现象以及处理方法

2.1单相故障现象

当系统出现单相故障时，电压出现异常，现举出几种电压异常故障现象。

1）金属性永久接地

如果系统发生永久接地，则三相线电压仍保持不变，接地相的电压降至零，其他两相电压上升为线电压，零序电压3二次值上升至100V左右，后台监控机发出母线接地信号。

2）非金属不完全接地

发生此类接地，系统中性点电位发生偏移，绝缘监察电压表指示该相电压很低，但不为零。非故障相电压升高，显示值介于相电压与线电压之间，此时发出接地信号。

3）弧光接地

区别于金属接地，弧光接地的故障点与地之间不是直接接触，而是通过电弧接触，发生时电压显示不稳定，非接地相电压上升至额定电压的2.5～3倍，零序电压3二次值可能大于100V。

4）电压互感器高压保险熔断

系统电压互感器高压保险熔断时，熔断相电压显著降低，非熔断相电压保持不变，3U0上升至整定值，后台监控机发出母线接地、电压回路断线信号。但是，如果高压保险未完全熔断，则3U0可能未上升至整定值，不会发出母线接地信号。

5）线路发生断线

系统低压线路发生断相时，本系统三相电压不平衡，断线相电压和中性点电压略有升高，非断线相电压略有降低，零序电压3二次值可能上升至整定值，后台监控机发出母线接地信号。

2.2单相故障处理方法

1）根据信号和绝缘监测指示分析是瞬时或永久接地，金属或非金属接地的情况，判明接地相别和接地性质并及时汇报记录。

2）检查配电室内有无故障。对高压一次设备进行检查，检查各设备支持绝缘子有无损伤，放电闪络、落物，小动物及外力破坏现象；检查各引线有无断线接地，电压、电流互感器、避雷器等有无击穿损坏现象。

3）分网运行缩小范围。如将母线分段运行，变压器分列运行，将电网分成相对独立的几个部分。分网时应注意各部分功率平衡，继电保护配合，消弧线圈的补偿度等。

4）检查发现高压设备有接地故障的处理：

（1）汇报后转移负荷，断开故障线路负载，隔离故障。

（2）故障点在母线无法隔离的，申请故障母线停电检修。

5）检查未发现故障，经批示后采用试拉瞬停方法，依次断开可疑线路，如果接地信号消失，绝缘监测指示恢复正常，便可判定该线路为故障线路。

6）当未选出接地线路后，可考虑同母线多条线路同相接地或变电设备接地情况。再次逐条拉路选线，选线时开关断开后，仔细观察电压变化情况，并记录清楚，无论接地电压有无变化，均将所选开关处热备，不要急于送电，直至接地信号消失，说明该线路接地；将其余已断开线路逐条恢复送电，当接地再次出现，说明该线路接地；按照上述方法逐条检验，直至将接地线路全部找出并停运。

7）当同一系统两条线异名相接地，将造成同一母线所接的两条线路同时跳闸或只有一条线跳闸，前者电网接地现象消除，后者接地现象仍然存在[4]。

小电流接地系统中单相故障后系统虽然可以继续运行，但故障仍存在巨大隐患，运行人员须及时找出故障线路并切除以保障系统安全稳定运行。

3.总结

小电流接地系统单相接地故障给对变电设备和配电网的安全、经济运行带来了不良影响。要求运行人员要在实践中总结经验，熟悉规程，了解设备的运行状况，积极应用新技术、新设备，提高处理问题的能力。还应积极消除设备缺陷，提高设备的运行水平，积极预防单相接地故障发生。故障后尽快查找和消除故障点，尽快恢复供电，提高供电可靠性。从而保证电网的安全、经济和稳定运行。

参考文献：

[1]闫蕾，小电流接地系统电压异常浅析[J]，中国电力教育，2013年，第8期，208-209页

[2]戴军瑛，10kV小电流接地系统单相接地故障的选线方式[J]，华东电力，2007年，第12期，86-88页

[3]田浩田宏，小电流接地系统的接地方式浅析[J]，中国电力教育，2008年，第9期，47-49页

[4]郭清滔吴田，小电流接地系统故障选线方法综述[J]，电力系统保护与控制，2010年，第2期，148-151页