小电流接地系统单相接地故障查找方法探析

小电流接地系统单相接地故障查找方法探析

孙启海 1 王汀 1 郇万科 2

1中国石油集团电能有限公司电力技术服务公司 黑龙江 大庆 163000

2 中国石油集团电能有限公司供电公司 黑龙江 大庆 163000

摘要：目前，我国的电力事业发展态势良好，电网规模逐渐扩大，覆盖面积也越来越大，电力系统在正常运行的过程中如果出现故障问题则会对配电管网区域内的供电稳定性和安全性造成一定的影响。其中，小电流接地系统单相接地故障是电网故障中十分常见的一种，为此，本文主要对小电流接地系统单相接地故障的查找方法进行了探析，希望进一步提高故障查找效率。

关键词：小电流接地系统；单相接地故障；故障查找方法

引言：电力系统的稳定运行和运行质量，离不开故障检修人员的努力工作，使用科学、高效的电网故障查找方法可以有效提高电网故障的检出效率和维修效率，也是电力系统能够安全、稳定运行的重要保障之一。小电流接地系统单相接地故障查找主要有肉眼查找法、辅助电源查找法和绝缘强度测试法三种，具有比较高的检出效率，为电力系统的稳定运行提供了一定的帮助。

1. 小电流接地系统单相接地故障现象分析

1. 1. 中性点不接地现象

电网系统在正常的运行过程中，其三相电压的矢量和等于零，三相对地电容电流的和也等于零。如果电网系统出现小电流接地系统单相接地故障的话，如果电网系统中的某一相出现了单相接地故障，就是导致该接地相的电压值变成了零，使得其对比的电容电流出现短路现象，电流变为零^[1]。此时，没有出现接地故障的两相的相电压为了维持三相电压的总和，而升高为初始电压的 倍，两相的对地电容电流会经过故障相的接地点而流回到母线当中^[2]。所以，与正常运行的电网系统不同的是，故障线路的零序电流等于全系统所有线路的对地电容电流之和，电流流向是由线路流程母线，这点是与正常电流流向相反的。理论上是可以通过检测各线路初始段流过的零序电流大小来查找发生单相接地故障的线路。

1. 2. 中性点经消弧线圈接地现象

在电网系统经过消弧线圈接地的情况下，如果发生小电流接地系统单相接地故障，受到电网中性点处的电感性线圈的作用影响，会在故障发生的位置产生多余的一部分电感性分量，与电网系统正常运行产生的电容分量进行了相互的抵消，使得电网线路中的电流分布情况发生变化，流经单相接地故障处的接地总电流会变小，使得电流的大小与正常线路中的零序电流幅值相近，甚至低于正常运行时的零序电流，进而导致选线失败^[3]。所以，电流比相法和比幅法都适用于此类电网系统的小电流接地系统单相接地故障的查找。

2. 小电流接地系统单相接地故障的查找方法

目前，从我国的电力系统发展现状以及电力系统故障查找技术发展情况方面来看，针对小电流接地系统单相接地故障的查找方法主要可以分为肉眼查找法、辅助电源查找法和绝缘强度测试法三种，基本可以实现小电流接地系统单相接地故障的有效查找和精准查找，应用的价值比较高，也是使用比较广泛的查找方法。

2.1 肉眼查找法

用来查找小电流接地系统单相接地故障的肉眼查找法，需要在将故障段的电网线路进行断电操作以后，通过巡检人员的肉眼在地面上或者使用登杆对电缆线路的瓷瓶、断线、变压器等设备进行检查，找到实际的故障点。肉眼查找故障法在使用上具有很大的局限性，一般只有在光线充足和故障明显的情况下才能快速、准确的找到具体的故障点，而且检查工作强度很大，检查时间长、巡检线路长，一般应用于线路折断、供电设备损坏的故障，检出率不是很高，应用的范围十分有限^[4]。

2.2 绝缘强度测试法

对于一些故障点在电力设备内部，或者通过人工肉眼无法确定准确故障原因或者故障点的小电流接地系统单相接地的故障，可以使用绝缘强度测试法对其具体的故障进行查找，具体的查找过程主要包括以下几个方面的内容：（1）对发生小电流接地系统单相接地故障的电缆段进行全面的排查，通过肉眼观察，找到可能出现故障的位置，或者沿着电缆的线路进行逐段的排查。（2）将电缆线路的搭头打开，同时将电力系统中接入的各种供电设备和电力配套设施等逐一退出电力系统。（3）使用适当的绝缘表，对退出电力系统的各台设备进行绝缘强度测试，从中找到发生小电流接地系统单相接地故障的具体设备。（4）对发生故障的设备进行详细的检查，找到具体的故障原因，对损坏的设备元件进行维修或者更换，尽快恢复电力系统的正常运行，恢复电力供应。

绝缘强度测试法的故障查找过程，依然需要使用人工对电力系统的电缆和各种仪器设备进行一一检查，与肉眼查找的方法相似，但是可以在绝缘表的帮助下找到一些通过肉眼检查而无法发现的故障问题，故障检查的检出率相对与肉眼查找法要高一些，但是仍然具有很大的劳动强度，故障的具体排查和查找时间依然比较长，对电力系统的运行恢复和供电设备的可靠性都造成了比较大的影响，使用的过程中也有一定的局限性，应用范围不是特别广泛

^[5]。

2.3 辅助电源查找法

辅助电源查找法又被称为电流循迹法，是目前查找小电流接地系统单相接地故障效果最好的检查法。辅助电源查找法的故障查找原理是：如果电力系统出现小电流接地系统单相接地故障的情况下，同时将其和系统进行互相隔离，并对出现故障的单相和地面之间施加一个相应的交流辅助电源，以此在故障点和大地之间形成一个电流回路^[6]。这时，故障查找人员就可以在回路中进行故障电流的模拟，并在绝缘杆式钳形电流表的使用过程中，对故障点处的电流流向进行细致的分析，并逐渐向故障点处靠近，最终找到具体的故障位置，完成故障查找。

辅助电流查找法在具体的应用过程中主要有中高频交流电源和低频交流电源两种，其中高频交流电源是在特制的钳形电流表的作用下对电流进行测量，在最大限度内对工频感应电流的干扰进行排除，具有设备体积小、质量轻、便于随身携带的优点，但是施加电压有限，只有100V左右，因此导致故障检查准确率相对较低。而低频交流电源查找法则通过正弦波逆变器将12V的蓄电池变为220V的交流电源，并使用交流恒流调压模块控制的变压器将电压上升到2500V，时期输出功率达到额定的1000W。该查找方法的使用具有测试电流稳定、查找效率高、准确率高等优点，缺点是设备体积大，不利于随身携带。

3. 结论

总之，对于小电流接地系统单相接地故障的查找方法而言，使用哪种查找方法需要结合实际的情况和需求而定，必须对故障的发生进行系统的研究，然后再根据具体的结果选用合适的查找方法，以此提高故障查找效率。

参考文献：

1. 赵芳谊,张明.小电流接地系统单相接地故障选线方法[J].农家参谋,2019

(23):144.

2. 郭静文.小电流接地系统单相接地故障选线方法研究[D].西安理工大学

,2019.

[3]王骁,李小君,李勤超.小电流接地系统单相接地故障查找方法的探究[J].电工技术,2019(04):60-61+105.

[4]王智峰,李白萍,潘强,杨小勇,余曦.小电流接地系统单相接地故障查找方法研究[J].电气技术与经济,2018(02):11-14.

[5]余乐,吴月.小电流接地系统单相接地故障选线方法研究[J].山东工业技术,

2017(23):212-213.

[6]孙德斌,蔡其芬,孙彤彤,李陆梅.小电流接地系统单相接地故障点查找方法[J].电世界,2017,58(05):10-11.