單相接地故障

單相接地是10kV(35kV)小電流接地系統單相接地，單相接地故障是配電系統最常見的故障，多發生在潮濕、多雨天氣。由於樹障、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，而且可能產生過電壓，燒壞設備，甚至引起相間短路而擴大事故。熟悉接地故障的處理方法對值班人員十分重要。

基本介紹

• 中文名：單相接地故障
• 外文名：Single phase to ground fault
• 多發天氣：潮濕、多雨天氣
• 所屬學科：電氣工程

系統接地

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

在小電流接地系統中，單相接地是一種常見的臨時性故障，多發生在潮濕、多雨天氣。發生單相接地後，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供電，系統可運行1～2h，這也是小電流接地系統的最大優點。但是若發生單相接地故障時電網長期運行，因非故障的兩相對地電壓升高 倍，可能引起絕緣的薄弱環節被擊穿，發展成為相間短路，使事故擴大，影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴重飽和，導致電壓互感器嚴重過負荷而燒毀。同時弧光接地還會引起全系統過電壓，進而損壞設備，破壞系統安全運行。因此，值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法，當發生單相接地故障時，必須及時找到故障線路予以切除。

故障特徵

(1)當發生一相(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，它們大於相電壓，但達不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動作，發出接地信號。

(2)如果發生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三倍於原來的相電壓，電壓繼電器動作，發出接地信號。

(3)電壓互感器高壓側出現一相(A相)斷線或熔斷件熔斷，此時故障相的指示不為零，這是由於此相電壓表在二次迴路中經互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯迴路，出現比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓。互感器開口三角處會出現35V左右電壓值，並啟動繼電器，發出接地信號。

(4)由於系統中存在容性和感性參數的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在參數組合不匹配時會引起鐵磁諧振，並且繼電器動作，發出接地信號。

(5)空載母線虛假接地現象。在母線空載運行時，也可能會出現三相電壓不平衡，並且發出接地信號。但當送上一條線路後接地現象會自行消失。

(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 ,不影響對負荷連續供電 ,故不必立即跳閘 ,規程規定可以繼續運行 1～ 2h。但隨著饋線的增多 ,電容電流也在增大 ,長時間運行就易使故障擴大成兩點或多點接地短路 ,弧光接地還會引起全系統過電壓 ,進而損壞設備 ,破壞系統安全運行 ,所以必須及時找到故障線路予以切除。

故障處理

處理步驟

①發生單相接地故障後，值班人員應馬上復歸音響，作好記錄，迅速報告當值調度和有關負責人員，並按當值調度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現場值班員自己選擇。

②詳細檢查所內電氣設備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點，再進行線路接地的尋找。

③將母線分段運行，並列運行的變壓器分列運行，以判定單相接地區域。

④再拉開母線無功補償電容器斷路器以及空載線路。對多電源線路，應採取轉移負荷，改變供電方式來尋找接地故障點。

⑤採用一拉一合的方式進行試拉尋找故障點，當拉開某條線路斷路器接地現象消失，便可判斷它為故障線路，並馬上匯報當值調度員聽候處理，同時對故障線路的斷路器、隔離開關、穿牆套管等設備做進一步檢查。

處理要求

①尋找和處理單相接地故障時，應作好安全措施，保證人身安全。當設備發生接地時，室內不得接近故障點4m以內，室外不得接近故障點8m以內，進入上述範圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用專用工具。

②為了減小停電的範圍和負面影響，在尋找單相接地故障時，應先試拉線路長、分支多、歷次故障多和負荷輕以及用電性質次要的線路，然後試拉線路短、負荷重、分支少、用點性質重要的線路。雙電源用戶可先倒換電源再試拉，專用線路應先行通知。若有關人員匯報某條線路上有故障跡象時，可先試拉這條線路。

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。

故障防範

為了減少單相接地故障給電網運行帶來的不良影響，不僅要求值班人員熟悉有關運行規程，了解設備的運行狀況，在實踐中不斷地總結經驗，提高處理問題的能力，還要積極改善設備的運行條件，及時消除設備缺陷，保持設備的清潔，提高設備的絕緣水平。同時，還要加強配電線路的檢修、維護管理，提高配電線路檢修人員的技術水平，縮短查找處理接地故障的時間，儘快恢復對用戶供電。

查找方式

1.小電流接地選線：判據一般綜合了系統零序電壓、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 。阻抗法由於受接地電阻的影響 ,測距精度難以保證；隨著小波理論的成熟 ，行波法近來發展非常迅速，測距精度大大提高。但故障測距法主要用於分支少的高壓輸電線路，因為對於多分支的 10KV配電系統，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：此方法主要根據接地點前後高次諧波零序電流所產生的磁場大小來確定故障點，但零序電流與電網的分布電容大小及接地方式有關，所以探測精度不高。