刍议小电流接地系统单相接地故障

刍议小电流接地系统单相接地故障

陈信富

（广西电网有限责任公司贵港平南供电局广西贵港537100）

摘要：我国中低压配电系统普遍采用小电流接地系统方式，以提高配电网的供电可靠性。但小电流接地系统带故障长时间运行易发展成多相短路，不利于系统稳定运行，必须尽快找出接地故障线路并加以解决。本文中首先对小电流接地系统单相接地特点以及故障出现的原因进行总结，然后介绍对小电流接地系统出现单相接地故障时的诊断技术，以期给电力企业开展相关工作提供参考。

关键词：小电流接地系统；接地故障；诊断

引言

我国中低压配电网（6～66kV）普遍采用小电流接地方式，其优点在于故障电流小、瞬时接地时开关不必立即跳闸、供电可靠性高。小电流接地方式主要包括的形式有高阻抗接地、消弧线圈接地以及不接地。小电流接地系统应用过程中，一旦处于潮湿、多雨等环境之中，很容易出现单相接地情况，进而导致系统无法正常运行，一些线路绝缘层也会被击穿，引起电器元件烧毁、过电压等问题，因此，加强小电流接地系统单相接地故障诊断技术的应用具有重要意义。

1小电流单相接地特点

1.1高阻抗接地

高阻抗接地防止了有可能的间歇电弧的过电压发生，而且减少了不同地域两相接地可能性的发生，当单相接地时，电容充电过电流将受到控制，配电线路故障检查可实现自动故障检查，并能够控制谐振所产生的过电压。高阻抗接地主要以电阻方式为主，高阻接地与容性的电流相位相差90°，电阻性的电流加上容性的电流等于接地的电流，因为电阻的分量存在于接地电流之中的所占份额较大，所以高电阻接地对谐振具有阻尼与衰减的作用，能够消除谐振发生的条件，同时对电流互感器、电压互感器的磁铁发生震动有抑制作用。但是高阻抗接地时，为了达到接地电弧在很短时间内熄灭，接地电流不能大于10A，所以应用的范围缩小，只能在供电网络小于10kV以下应用，当供电网络电容电流远大于规定值时，接地方式不适应高阻接地，因此高阻接地也有一定局限性。

1.2消弧线圈接地

消弧线圈接地优点在于供电系统发生接地时，在接地点流过的电流很小，其表现为当供电线路单相接地时，供电系统不能马上跳闸，供电网络存在接地故障时还能运行1～2h，当电网接地的电流小于10A，由于消磁线圈感应电流与电网中的电容电流相抵消，残流减小恢复电压，从而达到接地电弧的熄灭，保证供电网络的供电质量，另外消弧线圈接地还具有维护维修方便、安全可靠、电磁的兼容好等特点。

1.3不接地

不接地结构简单，没有任何的辅助设备，设备运行简单。如果瞬时发生故障，可以自动进行灭弧，在供电网络出现相电压升高，将不会破坏三相电压的平衡。在单相接地并接地电流小时，接地不构成短路的回路，供电网络中单相接地的故障允许存在一定时间，规定在发生故障接地时可以运行1～2h，在这一段时间内进行故障排除，如果由于雷电造成绝缘闪弧，闪弧后绝缘能够自动的恢复，从而提高了供电网络的供电质量。但是由于中性点绝缘作用，供电网络与大地形成电容，电容能量无法释放，在接地产生接地电弧时，因为电网对地电容存在能量，将使对地电压升高，电弧对地电压将升高数倍，这将破坏设备的绝缘性能，在线路或设备绝缘薄弱点发生击穿，可能引发相间短路。另外，在电网中可能发生分频的铁磁振荡过电压，将会造成电压互感器线圈发热甚至烧毁或熔断器的熔断等故障。

2小电流接地故障产生的原因

（1）由于供电线路质量、自然灾害（大风暴雪）、工程事故等造成线路断路落地或者与输电线路的横担相连接，发生小电流单相接地的故障。

（2）由于绝缘子质量或其它原因，绝缘子击穿或造成绝缘性能的下降，从而发生小电流单相接地故障。

（3）由于树木的生长，输配电线路与树枝相接触，发生输配电线路短路小电流单相接地的故障。

（4）由于鸟类在输配电线路做窝，降低了配电线路的绝缘等级，鸟类自身造成输配电线路短路等原因，从而发生小电流单相接地的故障。

（5）由于某种漂浮物在空中漂浮的过程中，与输配电线路连接，从而发生小电流单相接地故障。

（6）由于输配电线路导线断线的原因，造成小电流单相接地故障。

3小电流接地系统单相接地故障诊断技术

3.1完全接地和串联谐振

在整个安全接地诊断和检查过程中，常见的故障表现为故障相电压降到零、非故障相电压上升，这种情况在实际工作中十分常见，如果小电流接地系统中的电压互感器开口处出现的电压数值达到100V，便可以断定小电流接地系统产生了完全接地故障。而在串联谐振中，主要是对小电流接地系统单相接地故障诊断情况进行有效说明，该故障的出现，将会引起整个继电器动作及全部接地信号的发出情况。为了更好地对小电流接地系统进行判断，以及是否出现了串联谐振这种单相接地故障。工作人员可以通过系统中容性及感性参数元件问题来确定，该种方式具备很强的科学性，能够将整个故障诊断流程简化。

3.2绝缘监测仪表的中性点断线和继电器接点粘接

绝缘监测仪表中性点断线同样属于小电流接地系统单相接地故障的一种常见类型，一旦出现该种问题，三相电压将会出现剧烈变化，绝缘监测仪表显示情况也会变得不准确，而且电压互感器中的电压输出值出现波动。在故障检测工作开展时，工作人员可以结合上述表现和特点，对中性点进行全面检查，最终确定系统是否存在中性点断线故障。在继电器接点粘接上，主要是检测接地信号是否能够持续性发出，并对系统中的无接地现象进行查找，这其中还包括三相电压情况。在上述信息全部得到之后，工作人员还需要对监测继电器的接点进行全面盘查，进而完成一系列故障诊断操作。

3.3接地故障查找与排除

当系统发出接地故障信号时，值班人员可根据故障现象、相关监测数据对故障进行诊断分析，以查找接地故障线路。方法一：如果变电站没有安装小电流接地选线装置，线路上也没有接地故障指示器或者短路接地二合一故障指示器、接地故障探测仪，可用人工“试拉路”法找到接地线路。先拉开母联断路器，缩小查找接地故障范围，再对接地段母线所有剩余线路，按接地拉路序位表顺序试拉、合断路器，确定接地故障线路，再将线路逐级分段来摇测绝缘或逐级分段试送电，以找到接地故障段线路。这种人工查找方法较麻烦、落后。方法二：利用接地选线装置和故障指示器来确定接地线路，将大大地提高工作效率，如遇选线不准确时，也可为人工拉闸提供技术参考。在线路上安装一些接地故障指示器（或者短路接二合一故障指示器），以此指示接地故障途径。方法三：通过配网自动化智能开关来查找接地故障。即利用配网测控终端智能开关逻辑功能，与小电流接地选线装置配合，实现故障隔离、恢复和转供电。在线路运行过程中，如线路有接地故障，小电流接地选线装置跳开相关接地线路，再经过整定延时，利用重合闸功能合上该线路开关，若此时遇到线路接地故障，线路上智能开关检测到零序电压而分闸，并“闭锁”合闸，以达到隔离故障的目的。

4结束语

综上所述，对小电流接地系统单相接地的特点、产生的原因以及诊断技术进行分析、研究，再结合实际情况运用相应的故障处理办法，从而提高单相接地故障的处理效率。希望本文能够对从事输、配电系统的相关人员，在小电流接地系统单相接地故障判断、查找、处理等相关技术上得到启发。

参考文献：

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[2]刘邺辉.浅析10kV小电流接地系统单相接地故障的选线方式[J].民营科技，2018（06）

[3]刘谋海周灿叶浏青等.小电流接地系统单相接地故障暂态特征分析[J].大众用电，2018（04）

[4]王智峰李白萍潘强等.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（04）

作者简介：陈信富（1966-），男，汉族，广西平南人，专科，工程师，主要从事发、输、变、配电工作。