（国网山西省电力公司长治供电公司 山西长治 046011）
摘要：单相接地故障是指10kV（35kV）小电流接地系统单相接地，单相接地故障是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。熟悉接地故障的处理方法对调度值班人员十分重要。10kV配电网架空出线通常只安装有两相电流互感器，当10kV线路发生单相接地故障时，调度员无法根据电流互感器和电压互感器提供的遥测数据判断接地线路，只能根据拉闸限电序位表判断接地线路，但是人们对供电可靠性和持续性要求越来越高，为保障工业生产以及人民生活的正常进行，当配电网发生故障时电力工作人员必须及时对线路故障进行定位和维修。为有效快速的定位接地故障点，本文提出了对小电流接地系统单相接地故障的判断方法。
关键词：单相接地；故障定位；零序电流
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h，这也是小电流接地系统的最大优点。但是若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高 倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，调度值班人员一定要熟悉接地故障的处理方法，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。
1、10kV配电网现状
随着人们生活水平的不断提高，近年来10kV配电网也随之迅猛发展，但由于配电网辐射范围较广，短时间内要做到配电网的智能化不仅需要大量的人力，更需要资金和技术，因而造成配电网新旧结合的局面，主干线和重要节电电杆新增智能检测设备，而大多数线路和交叉节点电杆均未有能实时传回控制中心的遥测数据，这就造成调度监控人员对配网单相接地故障线路无法准确选线的问题。多数10kV线路在交叉点上的开关主站操作系统与柱上开关厂家在软硬件通信规约上存在很多差异，没有统一标准，因此运行中故障率高，造成遥测、遥控、遥信功能无法实现。而柱上开关操作电源多为线路供电，一旦线路出现问题，将不能为柱上开关提供稳定电源，达不到柱上开关长时间户外运行的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于没有一个完善的系统方案和三方义务和责任约束致使系统投运故障无人处理和承担责任。现在多数配网系统均不能实现准备判断单相接地故障。
2、系统单相接地后常用选线方式
当系统发生一相（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。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三倍于原来的相电压，电压继电器动作，发出接地信号。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。接地信号的数据通过通信设备传至调控中心，调控中心通过越限语音报警提示值班员系统接地。
调度值班人员发现系统发生单相接地故障后，马上复归音响，作好记录，迅速通知变电站值班人员，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，再按拉闸限电序位表寻找接地故障。首先通过遥控的方式将母线分段运行，并列运行的变压器分列运行，以判定单相接地区域。如果远方遥控命令无法正常执行，再通知变电站值班人员就地执行调度命令。通过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。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，并马上作好记录，通知线路巡视人员查找线路故障点。
3、利用零序电流选线的方法
在不改变基础设备的情况下当系统发生单项接地故障时，系统产生零序电压，其最大值可达1.732倍正常线电压。其产生的零序电流为容性电流，大小决定于电网电压和对地电容，通过故障点的零序电流等于非故障线路对地电容电流之和，通过非故障相线路的零序电流为本线路对地电容电流。系统产生的零序功率，大小为零序电压和零序电流的乘积，方向在故障线路始端的线路指向母线，在非故障相线路始端由母线指向线路。利用零序电流的这些特点，在现有设备所采集数据的基础上判断系统接地出线，进而快速隔离故障。首先通过自动化通讯系统所采集的遥测数据进行分析，根据每条线路所采集的A、B、C三相电流和线电流，计算每条线路的零序电流，再进行比较，在后台数据库中设点号，规定零序电流数值的限制并设语音报警，当零序电流和零序电压同时超出限值时，在调度操作界面系统中显示计算出的零序电流值并报警。超出零序电流最大或者超出正常情况下零序电流限值的线路为故障线路。再通过拉路切除故障线路。
除利用现有设备判断接地故障的方法外还可以通过增加设备来解决这一问题。10kV配电网架空出线通常只安装有两相电流互感器，为获取出线的零序电流，可以在出线空缺相增设1只电流互感器，与另外两相电流互感器组成零序电流过滤器。零序电流过滤器输出特性对出线零序电流的测量至关重要，因此对零序电流过滤器的特性进行了理论分析，搭建了一套零序电流过滤器的试验回路，设计并实施了多项相关试验对零序电流过滤器的输出特性进行试验研究，并在现场进行了应用研究工作。结果表明：零序电流过滤器误差产生的主要原因是构成零序电流过滤器的3只单相电流互感器的铁心饱和特性不同，为最大限度的降低零序电流的测量误差，构成零序电流过滤器的3只电流互感器的额定参数需尽量一致；在变电站出线为架空出线的情况下，用3只额定参数相同的单相电流互感器组成的零序电流过滤器可以从出线中提取出零序电流，幅值误差和相角误差都比较小，可以应用到以零序电流为判据的故障选线装置中；已用于现场实践的零序电流过滤器经过多年的运行，设备运行正常，选线装置选线结果准确可靠，验证了零序电流过滤器的可行性。上述结论可以为利用零序电流过滤器进行10kV配电网架空出线的单相接地故障选线提供依据。
结束语
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。
论文作者:李星
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
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