[科普中國]-單相接地故障

單相接地是10kV(35kV)小電流接地系統(tǒng)單相接地，單相接地故障是配電系統(tǒng)最常見的故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。由于樹障、配電線路上絕緣子單相擊穿、單相斷線以及小動物危害等諸多因素引起的。單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴(kuò)大事故。熟悉接地故障的處理方法對值班人員十分重要。

系統(tǒng)接地電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)（包括直接接地，電抗接地和低阻接地）、小電流接地系統(tǒng)（包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地）。我國3～63kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。

在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點。但是若發(fā)生單相接地故障時電網(wǎng)長期運(yùn)行，因非故障的兩相對地電壓升高 倍，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大，影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀。同時弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，必須及時找到故障線路予以切除。

故障特征(1)當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時，即通過高電阻或電弧接地，這時故障相的電壓降低，非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達(dá)不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。

(2)如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時電壓互感器開口三角處出現(xiàn)三倍于原來的相電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。

(3)電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線或熔斷件熔斷，此時故障相的指示不為零，這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_口三角處會出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動繼電器，發(fā)出接地信號。

(4)由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不匹配時會引起鐵磁諧振，并且繼電器動作，發(fā)出接地信號。

(5)空載母線虛假接地現(xiàn)象。在母線空載運(yùn)行時，也可能會出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會自行消失。

(6)單相接地故障的幾率最高 ,這時供電仍能保證線電壓的對稱性 ,且故障電流較小 ,不影響對負(fù)荷連續(xù)供電 ,故不必立即跳閘 ,規(guī)程規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行 1～ 2h。但隨著饋線的增多 ,電容電流也在增大 ,長時間運(yùn)行就易使故障擴(kuò)大成兩點或多點接地短路 ,弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓 ,進(jìn)而損壞設(shè)備 ,破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行 ,所以必須及時找到故障線路予以切除。1

故障處理處理步驟①發(fā)生單相接地故障后，值班人員應(yīng)馬上復(fù)歸音響，作好記錄，迅速報告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現(xiàn)場值班員自己選擇。

②詳細(xì)檢查所內(nèi)電氣設(shè)備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點，再進(jìn)行線路接地的尋找。

③將母線分段運(yùn)行，并列運(yùn)行的變壓器分列運(yùn)行，以判定單相接地區(qū)域。

④再拉開母線無功補(bǔ)償電容器斷路器以及空載線路。對多電源線路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變供電方式來尋找接地故障點。

⑤采用一拉一合的方式進(jìn)行試?yán)瓕ふ夜收宵c，當(dāng)拉開某條線路斷路器接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路，并馬上匯報當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，同時對故障線路的斷路器、隔離開關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進(jìn)一步檢查。

處理要求①尋找和處理單相接地故障時，應(yīng)作好安全措施，保證人身安全。當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地時，室內(nèi)不得接近故障點4m以內(nèi)，室外不得接近故障點8m以內(nèi)，進(jìn)入上述范圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用專用工具。

②為了減小停電的范圍和負(fù)面影響，在尋找單相接地故障時，應(yīng)先試?yán)€路長、分支多、歷次故障多和負(fù)荷輕以及用電性質(zhì)次要的線路，然后試?yán)€路短、負(fù)荷重、分支少、用點性質(zhì)重要的線路。雙電源用戶可先倒換電源再試?yán)?，專用線路應(yīng)先行通知。若有關(guān)人員匯報某條線路上有故障跡象時，可先試?yán)@條線路。

③若電壓互感器高壓熔斷件熔斷，不得用普通熔斷件代替。必須用額定電流為0.5A裝填有石英砂的瓷管熔斷器，這種熔斷器有良好的滅弧性能和較大的斷流容量，具有限制短路電流的作用。

故障防范為了減少單相接地故障給電網(wǎng)運(yùn)行帶來的不良影響，不僅要求值班人員熟悉有關(guān)運(yùn)行規(guī)程，了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，在實踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，提高處理問題的能力，還要積極改善設(shè)備的運(yùn)行條件，及時消除設(shè)備缺陷，保持設(shè)備的清潔，提高設(shè)備的絕緣水平。同時，還要加強(qiáng)配電線路的檢修、維護(hù)管理，提高配電線路檢修人員的技術(shù)水平，縮短查找處理接地故障的時間，盡快恢復(fù)對用戶供電。

單相接地故障故障點查找方式1.小電流接地選線：判據(jù)一般綜合了系統(tǒng)零序電壓、各支路高次諧波零序電流或零序功率方向，能較準(zhǔn)確地查找到故障支路，但不能判斷故障點。

2.故障測距：包括阻抗法和行波法 。阻抗法由于受接地電阻的影響 ,測距精度難以保證；隨著小波理論的成熟 ，行波法近來發(fā)展非常迅速，測距精度大大提高。但故障測距法主要用于分支少的高壓輸電線路，因為對于多分支的 10KV配電系統(tǒng)，僅以故障點的電氣距離難以判斷其地理位置。

3.戶外故障點探測：此方法主要根據(jù)接地點前后高次諧波零序電流所產(chǎn)生的磁場大小來確定故障點，但零序電流與電網(wǎng)的分布電容大小及接地方式有關(guān)，所以探測精度不高。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學(xué)