接地故障

故障接地（fault earthing）又稱為接地故障，指導體與大地的意外連線。電線路所設定的過電流保護兼作接地故障保護；利用零序電流來實現接地故障保護；利用剩餘電流實現接地故障保護。

基本介紹

• 中文名：接地故障
• 外文名：ground fault
• 發生條件：導體與大地的意外連線
• 保護：零序電流
• 別稱：故障接地
• 最多故障：單相接地故障
• 危害：過電壓、短路現象等

簡介

我國配電網和大型工礦企業的供電系統大多數採用小電流接地系統，即中性點不接地、中性點經消弧線圈接地或中性點經消弧線圈並(串)電阻接地以及中性點經高阻接地。

消弧線圈

據統計電網故障的80%左右為單相接地故障。在這一故障下，電網線電壓仍對稱，不影響對用電戶的供電，故不必立即分斷故障電路(規程規定可以繼續運行1～2 h)，有利於提高供電的可靠性。小電流接地電網在單相接地故障時，非故障相的對地電壓將升至倍，間歇電弧接地故障還會引發更高的過電壓，這些均對電網中絕緣薄弱的環節構成威脅。單相接地故障長時間存在容易導致兩相或多相短路故障的發生，所以，應該儘快找出故障線路並儘早排除故障。

特徵

接地故障及其主要特徵有如下幾種：

(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100V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。

電弧接地故障

在電氣火災中，短路火災以電弧接地故障火災居多，故需要對它進行更加具體的認識，電弧性接地故障的特點有以下幾個：

電弧接地故障

(1)相電壓突然降低而引起的放電電容電流，此電流通過母線流向故障點，放電電流衰減很快，其振盪頻率高達幾十千赫甚至幾百千赫，振盪頻率主要決定於電網線路的參數、故障點的位置以及過渡電阻的數值。

(2)由非故障相電壓突然升高而引起的充電電容電流，它要通過變壓器線圈而形成迴路。由於整個流通迴路的電感較大，因此，充電電流衰減較慢，振盪頻率也較低。由於放電電流頻率高、衰減速度快．對於接地選線的作用不大；而充電電流幅值大、頻率較低、衰減速度慢，有利於測量，在接地選線中起主要作用。

(3)暫態分量的特徵基本不受中性點接地方式的影響，各線路零序電流以高頻衰減的暫態分量為主，暫態分量可達工頻穩態分量的幾倍、幾十倍甚至上百倍。

變壓器

(4)電弧接地時暫態分量的頻率與電網結構、變壓器參數、故障地點等多種因素有關，其值為一不確定值。但故障線路與非故障線路的零序暫態電流在頻率、衰減速度等特性相同。無論在何種接地方式下非故障線路零序暫態電流的大小與本線路對地電容的大小呈正比，而故障線路零序暫態電流等於所有非故障線路零序暫態電流之和，且方向相反。這與中性點不接地系統中零序穩態電流特性相同。

(5)當接地電阻較小時暫態分量遠大於穩態分量。但零序暫態電流的大小隨電弧電阻的增大呈指數規律遞減，同時零序暫態電流的衰減速度隨電弧電阻的增大而極速增快。

單相接地故障

(1)處理接地故障的步驟：

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。

單相接地故障

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。

(2)處理接地故障的要求：

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。

（3）注意風險

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。