電力系統(tǒng)可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地、電抗接地和低電阻接地)和小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地、消弧線圈接地和不接地)。我國(guó)3 ~ 66 kV電力系統(tǒng)大多采用中性點(diǎn)接地或消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即小電流接地系統(tǒng)。

單相接地是小電流接地系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障。在10 kV配電線路的實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生單相接地故障，特別是在雨季、大風(fēng)和大雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障發(fā)生的頻率更高。

發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相相電壓升高，但線電壓仍然對(duì)稱，不影響向用戶連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1 ~ 2 h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是，如果電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將嚴(yán)重影響變電站設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

單相接地故障的特征及檢測(cè)裝置

1、單相接地故障的特點(diǎn)

中心信號(hào)：警鈴響，“某kV母線某段接地”光字牌亮，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈系統(tǒng)接地，“消弧線圈動(dòng)作”光字牌亮；

監(jiān)視絕緣電壓表指示：故障相電壓降低(不完全接地)或?yàn)榱?完全接地)，其它兩相電壓升高，大于相電壓(不完全接地)或等于線電壓(完全接地)。接地穩(wěn)定時(shí)，電壓表指針不擺動(dòng)；如果電壓表一直擺，就是間歇性接地；

通過(guò)中性點(diǎn)消弧線圈接地系統(tǒng)，安裝中性點(diǎn)位移電壓表時(shí)，可以看到有一定指示(不完全接地)或相電壓值(完全接地)的消弧線圈接地報(bào)警燈亮；

電弧接地時(shí)，產(chǎn)生過(guò)電壓，非故障相電壓很高。電壓互感器的高壓熔斷器可能熔斷，甚至電壓互感器可能被燒壞。

2.真假接地的判斷

電壓互感器一相高壓熔斷器熔斷，發(fā)出接地信號(hào)。發(fā)生接地故障時(shí)，故障的相對(duì)接地電壓降低，其他兩相升高，線電壓保持不變。而高壓熔斷器一相熔斷，一相地電壓降低，另外兩相不升高，線電壓降低。

用變壓器給空載母線充電時(shí)，斷路器三相分時(shí)段合閘，三相對(duì)地電容不平衡，使中性點(diǎn)位移，三相電壓不對(duì)稱，發(fā)出接地信號(hào)。

這種情況只發(fā)生在手術(shù)過(guò)程中。只要母線和連接設(shè)備沒(méi)有異常，就可以判斷，當(dāng)一條線路或一臺(tái)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，它就會(huì)消失。

系統(tǒng)中三相參數(shù)不對(duì)稱，消弧線圈補(bǔ)償度調(diào)節(jié)不當(dāng)，系統(tǒng)反向運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)出接地信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)在反向運(yùn)行模式下運(yùn)行時(shí)，這種情況經(jīng)常發(fā)生。匯報(bào)調(diào)度后得知，可先恢復(fù)原運(yùn)行方式，將消弧線圈斷電，調(diào)整分接開(kāi)關(guān)，再將系統(tǒng)重新投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)行方式。

空載母線閉合時(shí)，可能會(huì)激發(fā)鐵磁諧振過(guò)電壓，發(fā)出接地信號(hào)。

這種情況在開(kāi)關(guān)接通時(shí)也會(huì)發(fā)生，可以立即送線破壞諧振條件，消除諧振。

3.檢測(cè)裝置

絕緣監(jiān)測(cè)裝置通常采用三相五柱式電壓互感器、電壓繼電器、信號(hào)繼電器和監(jiān)測(cè)儀表。

它由五個(gè)鐵芯柱組成，包括一套一次繞組和兩套二次繞組，均繞在三個(gè)中間柱上，其接線方式為Ynynd。

這種連接的優(yōu)點(diǎn)是：第一輔助繞組不僅可以測(cè)量線電壓，還可以測(cè)量相電壓；第二輔助繞組連接到

根據(jù)信號(hào)和電壓表指示，值班人員可得知接地故障已發(fā)生，確定接地相，然后向調(diào)度值班員匯報(bào)。但是，必須指出，絕緣監(jiān)測(cè)裝置是與母線共用的。

發(fā)生單相接地故障的原因

(1)導(dǎo)線對(duì)地或在橫擔(dān)上斷線；

(2)導(dǎo)線在絕緣子內(nèi)未綁扎或固定牢固，從橫擔(dān)或地面脫落；

由于風(fēng)力過(guò)大，電線離建筑物太近；

配電變壓器高壓引下線斷裂；

配電變壓器平臺(tái)10 kV避雷器或10 kV熔斷器絕緣擊穿；

配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；

絕緣子擊穿；

線路上分支熔斷器端部絕緣擊穿；

在同一根電桿上架設(shè)上層橫擔(dān)的導(dǎo)線拉掉一端，放在下層導(dǎo)線上；

線路雷擊；樹(shù)木的短嫁接；鳥(niǎo)害；漂浮物(如塑料片、樹(shù)枝等。);

單相接地故障的危害

1.對(duì)變電站設(shè)備的危害

10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，如果變電站10kV母線上的電壓互感器檢測(cè)不到電流，就會(huì)在開(kāi)口三角形上產(chǎn)生零序電壓和電流增大。如果運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電壓互感器會(huì)損壞。

單相接地故障后，還可能發(fā)生諧振過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓是正常電壓的幾倍，所以嚴(yán)重的話會(huì)對(duì)變電設(shè)備的絕緣保護(hù)裝置造成危害，造成變電設(shè)備絕緣部分的擊穿，從而導(dǎo)致重大事故。

2.對(duì)配電設(shè)備的危害

單相接地故障還可能導(dǎo)致間歇性電弧接地現(xiàn)象。同時(shí)，諧振過(guò)電壓可能擊穿絕緣保護(hù)層，造成線路短路事故、配電變壓器燒毀事故、線路上避雷器和熔斷器絕緣擊穿燒毀，還可能發(fā)生電氣火災(zāi)事故。

3.對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的危害

嚴(yán)重的單相接地故障可能會(huì)破壞地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，引發(fā)更多的事故。

4.對(duì)人和動(dòng)物的傷害

在發(fā)生導(dǎo)體接地等單相接地故障時(shí)，一旦配電線路繼續(xù)工作，靠近配電設(shè)備的行人和線路巡檢人員(尤其是夜間的線路巡檢人員)很有可能發(fā)生跨步電壓導(dǎo)致的觸電，也有可能發(fā)生牲畜觸電。

5.對(duì)供電可靠性的影響

10kV配電線路接地，除人工選線外，還會(huì)切斷無(wú)單相接地故障的配電線路，暫停對(duì)其他用戶的正常供電，直接影響供電企業(yè)的供電可靠性。

同時(shí)，單相接地故障不得不停止配電線路的運(yùn)行，并對(duì)配電線路中的故障線路進(jìn)行查找和修復(fù)。檢修期間無(wú)法向用戶正常供電，特別是在農(nóng)作物生長(zhǎng)期、大風(fēng)雨雪等惡劣氣候條件下，以及山區(qū)、林區(qū)等復(fù)雜地區(qū)和夜間，不利于查找和排除故障，會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間、大面積停電，對(duì)供電可靠性影響很大。

6.對(duì)生產(chǎn)線的影響

10kV配電線路發(fā)生單相停電時(shí)，配電線路的接地會(huì)發(fā)生大量的對(duì)地放電，這是一種直接的電能損失。根據(jù)電力企業(yè)的相關(guān)規(guī)定，配電線路的接地操作不能超過(guò)2小時(shí)，一旦超過(guò)2小時(shí)，就會(huì)浪費(fèi)大量的電力。

7、造成電能的損失

10kV配電線路接地過(guò)程中，平均接地電流在6-10a之間，按照目前的功率水平，大約會(huì)浪費(fèi)34560kVH的電能。

單相接地故障的方法和處理

1.小電流接地自動(dòng)選線裝置

在10kV配電線路接地故障過(guò)程中，自動(dòng)選線的整定設(shè)備可用于變電站小電流接地。這種小電流接地自動(dòng)選線裝置可以在接地前測(cè)量配電線路的接地情況。

同時(shí)，針對(duì)配電線路的實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)更加重視小電流接地自動(dòng)選線裝置與零線的密切配合

在目前的配電系統(tǒng)中，大多數(shù)變電站都配有信號(hào)源，信號(hào)源位于配電線路的始端、中間和末端。指示器可以清楚地告訴我們故障的實(shí)際位置，并更快地處理線路故障。

3.其次，可以采取以下預(yù)防措施。

定期巡視配電線路，主要檢查導(dǎo)線與樹(shù)木、建筑物的距離，電桿頂端是否有鳥(niǎo)窩，導(dǎo)線在絕緣子內(nèi)的綁扎或固定是否牢固，絕緣子固定螺栓是否松動(dòng)，橫擔(dān)、拉線螺栓是否松動(dòng)，拉線是否斷裂或折斷，導(dǎo)線弧垂是否過(guò)大或過(guò)小等。

配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行絕緣測(cè)試，不合格的應(yīng)及時(shí)更換。

定期測(cè)試配電變壓器，修理或更換不合格的配電變壓器。

在農(nóng)村配電線路上安裝分支熔斷器，可以縮小故障范圍，減少停電面積和時(shí)間，有助于快速查找故障點(diǎn)。

在配電線路上使用更高電壓等級(jí)的絕緣子，以提高配電網(wǎng)的絕緣強(qiáng)度。

4、單相接地故障處理后

配電線路發(fā)生單相接地時(shí)，變電站值班人員應(yīng)立即做好記錄，迅速向值班調(diào)度員及相關(guān)責(zé)任人員匯報(bào)，并根據(jù)值班調(diào)度員的命令查找接地故障。當(dāng)某條線路的斷路器斷開(kāi)，接地現(xiàn)象消失時(shí)，可以判斷為故障線路。