[科普中国]-接地故障

简介

我国配电网和大型工矿企业的供电系统大多数采用小电流接地系统，即中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或中性点经消弧线圈并(串)电阻接地以及中性点经高阻接地。

据统计电网故障的80%左右为单相接地故障。在这一故障下，电网线电压仍对称，不影响对用电户的供电，故不必立即分断故障电路(规程规定可以继续运行1～2 h)，有利于提高供电的可靠性。小电流接地电网在单相接地故障时，非故障相的对地电压将升至倍，间歇电弧接地故障还会引发更高的过电压，这些均对电网中绝缘薄弱的环节构成威胁。单相接地故障长时间存在容易导致两相或多相短路故障的发生，所以，应该尽快找出故障线路并尽早排除故障1。

特征接地故障及其主要特征有如下几种：

(1)当发生一相(如A相)不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，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)如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，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。

(3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断，此时故障相的指示不为零，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，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，发出接地信号。

(4)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，发出接地信号。

(5)空载母线虚假接地现象。在母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，并且发出接地信号。但当送上一条线路后接地现象会自行消失2。

电弧接地故障在电气火灾中，短路火灾以电弧接地故障火灾居多，故需要对它进行更加具体的认识，电弧性接地故障的特点有以下几个：

(1)相电压突然降低而引起的放电电容电流，此电流通过母线流向故障点，放电电流衰减很快，其振荡频率高达几十千赫甚至几百千赫，振荡频率主要决定于电网线路的参数、故障点的位置以及过渡电阻的数值。

(2)由非故障相电压突然升高而引起的充电电容电流，它要通过变压器线圈而形成回路。由于整个流通回路的电感较大，因此，充电电流衰减较慢，振荡频率也较低。由于放电电流频率高、衰减速度快．对于接地选线的作用不大；而充电电流幅值大、频率较低、衰减速度慢，有利于测量，在接地选线中起主要作用。

(3)暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响，各线路零序电流以高频衰减的暂态分量为主，暂态分量可达工频稳态分量的几倍、几十倍甚至上百倍。

(4)电弧接地时暂态分量的频率与电网结构、变压器参数、故障地点等多种因素有关，其值为一不确定值。但故障线路与非故障线路的零序暂态电流在频率、衰减速度等特性相同。无论在何种接地方式下非故障线路零序暂态电流的大小与本线路对地电容的大小呈正比，而故障线路零序暂态电流等于所有非故障线路零序暂态电流之和，且方向相反。这与中性点不接地系统中零序稳态电流特性相同。

(5)当接地电阻较小时暂态分量远大于稳态分量。但零序暂态电流的大小随电弧电阻的增大呈指数规律递减，同时零序暂态电流的衰减速度随电弧电阻的增大而极速增快3。

单相接地故障(1)处理接地故障的步骤：

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

②详细检查所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将母线分段运行，并列运行的变压器分列运行，以判定单相接地区域。

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采用一拉一合的方式进行试拉寻找故障点，当拉开某条线路断路器接地现象消失，便可判断它为故障线路，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、穿墙套管等设备做进一步检查。

(2)处理接地故障的要求：

①寻找和处理单相接地故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内，进入上述范围的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负面影响，在寻找单相接地故障时，应先试拉线路长、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、用点性质重要的线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知。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件熔断，不得用普通熔断件代替。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。

（3）注意风险

为了减少单相接地故障给电网运行带来的不良影响，不仅要求值班人员熟悉有关运行规程，了解设备的运行状况，在实践中不断地总结经验，提高处理问题的能力，还要积极改善设备的运行条件，及时消除设备缺陷，保持设备的清洁，提高设备的绝缘水平。同时，还要加强配电线路的检修、维护管理，提高配电线路检修人员的技术水平，缩短查找处理接地故障的时间，尽快恢复对用户供电。