小电流接地系统单相接地故障的判断及寻找

刘同和张力李世成

（河南省电力公司濮阳供电公司河南濮阳457000）

中图分类号：S477+.3文献标识码：A文章编号：41-1413（2011）11-0000-01

摘要：运用电工理论知识，剖析小电流接地系统单相接地故障的现象、判断依据、寻找方法，指导该类故障的妥善处理。

关键词：小电流接地系统单相接地处理

我国35KV及以下电力系统采用小电流接地。大量统计资料表明，在小电流接地系统中，单相接地故障发生的频率最高。故障发生后，非故障相对地电压最高可达到系统线电压，损坏设备绝缘性能，当发生间隙性电弧接地时，接地相引起的弧光过电压可升高至相电压的3倍左右，这种过电压可击穿其中的一相绝缘，发展成为两相接地短路。

1接地故障的判断

在小电流接地系统中，有时接地现象的发生，不一定真正发生了接地故障，而只发出了“虚接地”信号。我们必须对发出的接地信号进行分析和判断，确定是否发生了真正接地，以避免大量的设备倒闸操作和兴师动众地查线。下面分三种情况进行论述：

1.1“虚接地”现象

1.1.1“虚接地”现象的发生

PT的非线性电感容易与该系统的电容形成LC谐振，在母线充电、切除部分线路和母线负荷投退时等，都有可能激发起LC谐振。谐振的发生，使系统中性点位移产生零序电压，使PT对地产生过电压，发出接地信号。

1.1.2“虚接地”现象的特征

PT对地过电压的产生，使零序电压可能为基波电压，也可能为分频电压或为高频电压。在它们的作用下，产生的对地相电压的变化虽然都有各自的特点，但有一个共同点，就是至少有一相的对地电压升高，并超过线电压。所以，在操作时若出现接地信号，且一相、二相或三相对地电压超过线电压，则均属谐振所至，而并非真正发生了接地故障（谐振的发生一般都会在短时间内衰减消失，否则要采取一定措施）。

1.2线路一相断线（或PT一次保险熔断）

线路一相断线或PT一次保险熔断后，加在PT上的电压只有两相，其向量相差120°，合成结果出现三倍的零序电压3U0，即有零序电压，铁芯中就会有零序磁通。在零序磁通的作用下，二次开口三角侧产生零序电压，同样发出接地信号，如线路联接点接触不良，发生间断性断线，发出的接地信号也类似于间隙性接地故障，这其实也是一种"假接地"现象，容易造成值班人员误判断。

线路一相断线或PT一次保险熔断发生的信号特征是：一相对地为零或接近于零，另两相的电压不升高。

1.3单相接地故障

一次系统发生单相接地后，中性点发生位移，一次侧产生了零序电压，零序电压产生了零序磁通，在零序磁通的作用下，开口三角形产生零序电压，另一二次绕组产生不对称的三相对地电压，从而发出接地信号。单相接地故障的特征：（1）金属性接地：故障相电压为零；非故障相电压等于线电压；（2）非金属性接地：一相或两相电压低，但不为零；另二相或一相电压高，接近并低于线电压。

2接地相的确定

线路发生接地后，运行值班员要根据电压指示情况确定接地相，然后通知寻线人员寻找接地点。能否准确判断出接地相，将直接影响接地点的寻找速度。如果一相电压指示为零，另两相指示为线电压，则指示为零的一相一定为接地相。除此之外，不能简单地把电压最低的一相认为是接地相。

在处理类似故障时，简单地把电压最低的一相认为是接地相，会增加巡线难度。2003年5月1日15：29，清10KV南母接地信号报出，当时UA=5.2KV，UB=7.9KV，UC=5.8KV，经拉路选择确定接地线路为，清12#Ⅰ城关线，值班人员认为是A相接地，清丰县局巡线结果为C相接地；2003年5月17日04：49，北10KV东母接地信号报出，当时UA=5.6KV，UB=5.3KV，UC=7.7KV，经拉路选择确定接地线路为北6#Ⅱ西外线，值班人员认为是B相接地，巡线结果为A相接地。运行人员怀疑仪表有问题，经过实验，计量装置以及远动传送一切正常，均在误差允许范围之内。经过理论分析和实践验证，我们发现电压最高相的下一相为接地相，按照相序推算，如A相最高，则B相发生了接地；如B相最高，则C相发生了接地。

下面用逆推法进行简单论证：

假设A相发生了接地，中性点O将在图1的下半圆上位移，O1、O2、O3是它的位移点，其中O2是UAB与半圆的交点。当位移到O2点时，UC2=|OC|+|O2O|=U相+U相sin30°=U相=U线，UA2=UB2=U线，UC2最大。当位移到O1点时，UC1>UA1>UB1，UC1最大。当位移到O3点时，UC3>UB3>UA3，UC3最大。上面的三种情况具有普遍性，即只要A相发生接地，C相的对地电压为最高；中性点O在圆弧范围内移动时，中性点电压变化范围为（-U相，0），此时将会出现U相>UA>UB>U线。所以，对地电压最高一相的下一相，一定是接地相。在我国东北电力界流传一个谚语：“上线高，下线糟”，正是这个道理。

3接地故障的寻找

接地故障的允许时间，应根据系统的绝缘水平进行具体规定，但一般不得超出2小时。接地故障的寻找和隔离要尽可能迅速，如在规定时间内不能找到接地点，应将系统全部停运，以免设备绝缘损坏引发事故。

接地寻找的方法和顺序

（1）对室外设备，要根据下雨、刮风、下雪等气候现象进行分析，通知用户对所属设备进行检查。对系统进行拉路寻找，应先拉刚启动和运行工况较差的可疑设备。拉路寻找必须在同一时间进行单一操作，如母线上的某条线路或线路上的某一用户切除后，接地现象消失，可基本确定接地点在这条线路或这一用户，确定后将其隔离。如切除后接地现象不消失，应及时恢复对该线路（或用户）供电。对带重要负荷的线路一般不允许随便拉闸，如：胡8#Ⅰ纺织线如果突然停电，将造成纺织作业中断，半成品大量报废，造成重大损失。

（2）对母线分段运行的变电站，经过拉分支选择仍未找到接地线路，可将有故障现象母线上的负荷全部倒至另一段母线，用以鉴定母线和PT是否存在接地故障。

（3）对于双电源线路的重要用户，如果在允许时间内不能找到故障点，可将故障线路上的用户倒至正常线路运行。在倒闸操作过程中，必须谨慎小心，在同一时间内必须进行单一操作，一旦正常线路发生接地，应立即将倒过来的用户切除，以便保证正常线路的运行。