小电流接地系统单相接地故障问题浅析

【摘要】本文重点介绍了小电流接地系统的适用范围及发生特点，同时对发生单相接地现象进行阐述与判断，从而对小电流接地系统处置接地故障的措施进行了简单分析。

【关键词】小电流接地系统；单相接地；分析；处理

我国电力系统普遍采用的中性点运行方式有三种：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地。中性点不接地和中性点经消弧线圈接地方式，一般称为小电流接地系统。这种系统发生单相接地故障时，故障电流小，三相线电压仍对称，对线路负载供电暂无影响，还可运行1—2小时，但另外两相对地电压升高√3倍，长时间不排除故障，将会危及电网安全，甚至发展成短路事故。

1.适用范围及特点

1.1适用范围

适用于3～10KV单相接地故障电容电流Ic>30A，瞬间性单相接地故障较多且Ic>10A的架空线路为主的配电网；发电厂高压厂用段对地电容电流Ic>10A；35KV电网单相接地故障电容电流Ic>10A等情况。

1.2特点

1.2.1利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流小于10A，减缓接地点故障恢复电压上升速度，熄弧后故障点绝缘可自行恢复。

1.2.2减少系统间歇式电弧接地产生过电压的概率。

1.2.3可消除因雷击等原因引起瞬时性接地故障，减少绝缘子热破坏和电弧扩散引起相间短路的概率，系统可带故障运行一段时间（t≤2h），提高供电可靠性。

1.2.4降低了接地工频电流（即残流）和地电位，减少了跨步电压和接地电位差，减少了对低压设备的反击以及对信息系统的干扰。

1.2.5其绝缘设计与中性点不接地系统完全相同。

2.单相接地现象分析与处置

2.1真实接地的情况及处置

2.1.1真实接地的情况

2.1.1.1金属性永久接地

发生此类接地，绝缘监察电压表指示该相电压为零，非故障相的电压升高至线电压，此时电压互感器二次开口三角形出现100V零序电压，绝缘监察电压继电器动作，发出接地信号。

2.1.1.2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，电压互感器二次开口三角形零序电压达到整定值，发出接地信号。

2.1.1.3稳定性电弧接地

发生此类接地，该相电压降低，非故障相的电压升高至线电压。电压互感器二次开口三角形绕组出现100V零序电压，绝缘监察电压继电器动作，发出接地信号。

2.1.2真实接地的处置

2.1.2.1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。

2.1.2.2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。

2.1.2.3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。

2.1.2.4检查发现高压设备有接地故障的处理。

2.1.2.4.1汇报后转移负荷，断开故障线路负载，隔离故障。

2.1.2.4.2故障点在母线无法隔离的，申请故障母线停电检修。

2.1.2.5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。

2.1.2.6仍未找到故障线路，可考虑是两条线路同相接地或母线设备接地。全部选切过程三相对地电压无变化，说明是母线设备接地；选切过程三相对地电压指示有变化时，应是有两条线路同相发生接地故障。申请故障母线段或线路停电后进一步检查处理。

2.2虚假接地的情况及处置

2.2.1电压互感器高压侧一相断线或一次熔断件熔断而发出接地信号

此时故障相电压降低，但指示不为零，非故障相仍为相电压。电压互感器二次开口三角形出现35V左右电压，使绝缘监察电压继电器动作，发出接地信号。

处理电压互感器高压侧断线故障或更换一次熔断器可恢复正常。

2.2.2空载母线发生虚假接地而发出接地信号

变压器对空载母线充电时可能激发铁磁谐振过电压或由于进线开关三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，中性点位移，三相电压不平衡，发出接地信号。

只在操作时发生，检查母线及连接设备无异常后，投入一条线路或一台变压器，即可消失。

2.2.3串联谐振引发接地信号

在中性点不接地系统中，在发电厂，变电所母线上常接Y0接线的电磁式电压互感器监视对地电压。正常运行时，电压互感器的励磁阻抗很大，每相对地阻抗（L与C并联）显容性，三相基本平衡，电网中性点位移电压小。但在突然合闸，瞬时单相弧光接地，在传递过电压的扰动下，如果参数配合不当极易发生串联谐振，使中性点位移电压急剧上升造成虚幻接地现象，使绝缘监察电压继电器动作，发出接地信号。

采取临时倒闸措施，如投入消弧线圈，将变压器中性点临时接地以及投入事先规定的某些线路或设备。

3.结束语

小电流接地系统广泛应用于发电厂、变电站站等（3～35KV）配电网，其接地方式特点和单相接地故障情况也不尽相同，本文仅为参考一些资料文献结合本人工作经验所做出的分析探讨。为了减少单相接地故障的发生，还应做好对设备巡检，电气预试、技术改造等工作，及时处理电网系统中绝缘薄弱环节，提高设备的运行和检修维护水平。

参考文献

[1]谯坤.小电流接地系统单相接地故障判断和处理.电力安全技术，2006（10）

张彦生（1974—），男，山西昔阳人，1997年毕业于辽宁工程技术大学机电一体化专业，电气工程师。