小电流接地系统单相接地故障的判断和处理(最终)

小电流接地系统单相接地故障的判

断和处理

〔摘要〕分析了小电流接地系统单相接地故障的特点，列举了完全接地、电弧接地、串联谐振、绝缘监测仪表的中性点断线时电网发生单相接地等9种故障现象,并提出了单相接地故障的处理步骤和具体要求。

〔关键词〕小电流接地系统；单相接地故障；处理

电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地、电抗接地和低接地）和小电流接地系统（包括高阻接地、消弧线圈接地和不接地）。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。

1 小电流接地系统单相接地故障的特点

在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因面不影响对用户的连续供电，系统仍可运行1～2h。这也是小电流接地系统的最大的优点。但若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压可升高 3 倍，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电；也可能使电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，值班人员一定要熟悉接地故障的处理方法，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。

2 故障现象分析与判断

2.1 完全接地

如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到0，非故障相的电压升高到线电压。此时，电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号。

2.2 不完全接地

当发生一相（如A相）不完全接地，即通过高电阻或电弧接地时，中性点电位偏移。这时，故障相的电压降低，但不为0；非故障相的电压升高，且大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。

2.3 电弧接地

如果发生A相完全接地，则故障相的电压降低，但不为0，非故障相的电压升高到线电压。此时，电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发生接地信号。

2.4 母线电压互感器一相二次熔丝熔断

现象为中央信号警铃响,打出“电压互感器断线”光字牌，一相电压为0，另外两相电压正常。

处理对策：退出低压等与该互感器有关的保护，更换二次熔丝。

2.5电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或一次熔丝熔断

此时，故障相电压降低，但指示不为0，非故障相电压并未升高。这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，而非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发生接地信号。

处理对策：处理电压互感器高压侧断线故障或更换一次熔丝。

2.6 串联谐振

由于系统中存在容性和感性参数的元件,特别是带有铁芯的铁磁电感元件,在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振,并且继电器动作,发生接地信号。

处理对策：可通过改变网络参数，如断开、合上母联断路器或临时增加或减少线路予以消除。

2.7 空载母线虚假接地

在母线空载运行时,也可能会出现三相电压不平衡,并且发生出接地信号。但当送上1条线后接地现象会自行消失。

2.8 绝缘监测仪表的中性点断线时电网发生单相接地

现象为:三相电压正常,但接地信号已发出。这是由于系统确已接地，但因电压表的中性点断线，故绝缘监测仪表无法正确地显示三相电压情况。此时，电压互感器开口三角处的电压到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。

2.9 绝缘监测继电器接点粘接而电网实际无接地

现象为：接地信号持续发出，三相电压正常，而查找系统无接地。这是因为绝缘监测继电器接点粘接，未真实反映电网有无单相接地。

处理对策：检查绝缘监测继电器有无接点粘接，若出现接点粘接则予以更换。

3 单相接地故障的处理步骤

﹙1﹚发生单相接地故障后，值班人员应马上复归音响，做好记录，迅速报告当值调度和有关负责人，并按当值调度员的命令找接地故障。具体查找方法由现场值班员自己选择。

﹙2﹚先详细检查站内电气设备有无明显的故障迹象，如果不能找出故障点，再进行线路接地的寻找。

﹙3﹚分割电网，即把电网分割成电气上下不直接连接的几个部分，以判定单相接地区域。如将母线分段运行，将并列运行的变压器分列运行。分网时，应注意分网后各部分的功率平衡、保护配合、电能质量和消弧线圈的补偿等情况。

﹙4﹚再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路，应采取转移负荷、改变供电方式来寻找接地故障点。

（5﹚采用保护跳闸、重合送出的方式进行试拉寻找故障点。若某条钱路断路器拉开时，接地现象消失，便可判断该线路为故障线路，并马上汇报当值调度员，听候处理；同时，对故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备作进一步检查。

﹙6﹚若在逐条钱路查找后，仍未找到故障线路，而接地现象未消失，就应考虑是2条线路同相接地或站内母线设备接地，并进行有针对性的查找。变电站值班员按规定顺序逐条选切线路时，应特别注意切每条线路时绝缘监视装置三相对地电压表指示的变化。若全选切1遍后，三相对地电压指示有变化，则应考虑有2条配电线同相发生单相接地（含断线）故障。

﹝7﹞2条线路异相接地。这种故障多发生在雷雨、大风、高寒和降粘雪的天气。主要现象是同一母线供电的2条线同时跳闸，或只有1条线跳闸，跳闸时电网有单相接地现象。判断的必要依据是：若1条跳闸时，电网仍有接地现象，但单送其中1条时电网单相接地相别发生改变。

4 处理单相接地故障的要求

﹙1﹚寻找和处理单相接地故障时，应做好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，在室内，工作人员不得接近故障点4m以内；在室外，工作人员不得接近故障点8m以内。若需进入上述范围，工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。

﹙2﹚为了减小停电的范围和停电的负面影响，在寻找单相接地故障时，应先操作双回路或有其它电源的线路，再试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知或转移负荷再试拉。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先试拉这条线路。

﹙3﹚若电压互感器高压熔断器熔断，不得用普通熔断器代替，必须用额定电流为0.5A装填有石英砂的瓷管熔断器。这种熔断器有良好的灭弧性能和较大的断流容量，具有限制短路电流的作用。

﹙4﹚禁止用刀闸寻找和切断接地故障，因为接地点流过系统的电容电流，只有在10kV配网线路发生单相接地，而站内接地检测装置未动、三相电压无显著不平衡时，才可先停负荷，再用线路隔离开关或保险直接断开故障线路。必须用刀闸切断接地故障时，可采用“人工接地法”转移接地电流和负荷电流后，再用刀闸切断接地故障。

﹙5﹚处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时，可在接地相上先作人工接地，消除接地点后，再停用消弧线圈。

5 案例

2013年8月20日凌晨1点10分中板总降值班员在巡检时，发现6.3KV I 段保护测控屏上的微机消谐小电流接地选线综合装置的母线接地I灯亮，信号显示线路8，Uo=81v。测量PT二次电压：Ua=107v,Ub=78v,Uc=35v。报警信号无法复归，立刻通知作业区当班值班长等人来到现场查找故障原因，检查室内设备未发现故障点。同时由当班值班长通知作业区领导。

根据以上现象确定为小电流接地。要处理小电流接地故障原则是必须要把电网分割成电气上下不直接连接的几个部分，以判定单相接地区域。与动力厂调度联系报经总调同意后于3点48分开始实施对精轧配出的线路逐一分闸查找故障。首先从精轧主传、10B、 8B、 9B、 11B逐一分闸故障信号均未解除。最后二级变电所精轧辅传馈出回路逐一停电，当加热炉风机分闸时，中板总降消谐小电流装置故障信号自动解除，测量PT二次电压正常、互感器开口电压正常。所以，判断为板厂加热炉风机负荷线接地。

总结：从报警现象和数据分析，C相电压降低至35V，另两相升高但未达到

线电压值，且开口电压值达到81V达到整定值，并发出故障信号。确定为小电流接地中的C相不完全接地故障，然后通过逐一停负荷回路快速切除了故障点，确保了供电系统的安全运行。

6 结语

随着科技的发展，为进一步减小弧光接地对电网及设备的危害，目前部分企业在3—35KV中压系统中开始使用智能型消弧装置和小电流接地选线装置。该装置能在30ms左右将故障相通过真空接触器直接接地，立即熄灭电弧，减小事故。同时小电流接地选线装置通过采集各回路零序电流，确定故障回路，从而大大降低了工作量，最大化保证了供电系统的安全运行。