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【摘要】小电流接地系统是我国大多数配电所采用的接地系统，而在此系统中单相接地最容易发生故障。单相接地故障产生原因多、现象复杂、危害大，可根据具体情况对故障进行判断，并采取切实可行的处理方法。本文分析了小电流接地系统发生单相接地故障的特征、故障处理要求和主要现象，并论述了查找处理步骤及注意事项，以期在判断、查找处理时能够及时准确，确保系统安全稳定运行。
【关键词】小电流接地系统;单相接地;故障处理
引言
电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地，电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。小电流接地系统包括非有效接地系统和谐振接地系统这两类系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小很多，用户的供电不会受到影响，所以故障线路不需要马上断开，保证了供电的可靠性。因此，小电流接地方式在我国的中压配电网中占绝大多数。
单相接地故障是电力系统中最常见的故障。小电流接地系统中发生单相接地故障时，由于故障点流过的电流很小，且电网的三相线电压仍保持对称关系，不影响系统的供电，所以一般允许继续运行1～2小时，不必立即跳闸切除故障。但故障会引起非故障相对地电压升高√3倍，持续较长时间还可能引起绝缘击穿，发生相间短路，本文重点分析了小电流接地系统接地故障的特征、现象及处理进行了分析和探讨。
1.小电流接地系统单相接地故障特征
1.1 10kV系统单相接地故障时有以下特征
1.1.1 故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压数据无变化，若电压数据反复变化，且幅值较大，则为间歇性接地。当发生金属性接地（完全接地）时，如A相接地，则A相的电压为零，非接地相B相和C相的电压指示为线电压。当发生非金属性接地（不完全接地）时，即高电阻、电弧等单相接地时，如A相发生接地，则A相的电压降低，小于正常相电压但不为零，非接地相B相和C相电压则大于相电压，小于线电压。
1.1.2 电压互感器的二次开口三角绕组出现约100V电压（正常时只有约3V），并联有白炽灯的，灯泡会发光。
1.2 经消弧线圈接地系统特征
如果使用完全补偿，本身的电容电流将会流经未出现故障线路和出现故障线路的零序电流，从母线流出指向电容性无功功率的实际方向。在这种情况下，无法通过稳态零序电流的大小和功率方向来判断哪一条线路出现了故障。如果使用过补偿方式，本身的电容电流此时将小于流经故障的零序电流，而从方向上看，从母线流出指向线路仍然是电容性无功功率的实际方向，与未出现故障的线路的方法是不被采纳的;加之因为过补偿度不是很大，也无法轻易地利用零序电流值的不同找出故障线路。
2.处理单相接地故障的要求
2.1 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。
2.2 若电压互感器高压侧熔断件熔断，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。
2.3 处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时，可在接地相上先作人工接地，消除接地点后，再停用消弧线圈。
3.常见故障现象及分析
3.1 绝缘监察电压表三相指示值不同：当系统发生完全接地故障时，接地相电压表指示为零，其他两相对地电压表指示升高√3倍，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有100V输出电压;当系统发生不完全接地故障时，接地相电压表指示减小，低于相电压，其他两相对地电压表指示增加，大于相电压，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有0～100V输出电压。正常情况开口三角电压为0v。稳定性接地时，电压表指示无摆动;若指示不停摆动，观察相、线电压、3U0电压无明显无变化、一般3U0电压无法扑捉，则为间歇性接地。
3.2 电弧接地：如果发生A相完全接地，则故障相的电压降低，但不为零，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。发生弧光接地，产生过电压时，非故障相电压很高。电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能会烧坏电压互感器。
3.3 电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或一次熔断件熔断：此时故障相电压降低，但指示不为零，非故障相的电压并不高。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。[2]
3.4 在合空载母线时，可能发生铁磁谐振过电压：电压表一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动，表针会打到头。可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。基波谐振：一相电压低，但不为零，两相电压高，超过线电压，表针打到头。或两相电压低，但不为零，一相电压高，表针打到头;高频谐振：三相电压同时升高，远超过线电压，表针打到头。也可能一相电压上升，高于线电压，表针打到头，另两相电压下降;分频谐振：三相电压依次升高，并超过线电压，表针打到头，三相表計在同范围内低频摆动。
4.单相接地故障处理
4.1 处理步骤
4.1.1 发生单相接地故障后，值班人员应立刻作好记录，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，先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。
4.1.2 把电网按不同方式分割成电气上不直接连接的部分，缩小查找范围。即把电网分割成电气上不直接连接的几个部分，以判断单相接地区域。分网时，应注意分网后各部分的功率平衡、保护配合、电能质量和消弧线圈的补偿等情况。
4.1.3 利用重合闸试停线路，依次断开故障所在母线上各出线断路器（加用重合闸），若断开瞬间接地信号消失，绝缘监察电压表的指示恢复正常，即可证明所停的线路上有接地故障。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。
4.1.4 采用保护跳闸、重合送出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。
4.1.5 当逐路查找后仍未找到故障线路，而接地现象未消失，可考虑是两条线路同相接地或所内母线设备接地情况，进行针对性查找故障点。
4.2 处理单相接地故障应注意事项
4.2.1 有重合闸装置的断路器，拉路寻找时，应利用重合闸装置进行选线。
4.2.2 系统接地时，检查站内设备，应穿绝缘靴，接触设备外壳、构架及操作，应戴绝缘手套。随时监视远动装置，保证“四遥”正确性和完好性，即遥测、遥信、遥控、遥调。
4.2.3 系统带接地故障运行一般不超过2小时，在此期间，严密监视电压互感器运行状况。发现故障或严重异常，应断开故障线路。
4.2.4 如在大风、雷雨天气，系统频繁地瞬间接地，可将不重要的、经常出故障的、绝缘水平不高、分支多的线路停电10～20分钟。若观察不再出现瞬间接地，待风雨停后再试送电。
5.结束语
小电流接地系统发生单相接地的概率极高，故障发生时，系统仍将保持三相对称，用户基本不受影响，故允许带故障继续运行一段时间（1-2h），但非故障相电压对地电压升高可能给系统带来危害，危及系统绝缘。因此必须及时在接地初期发现并切除接地故障，避免造成两点或多点接地导致的短路故障。
参考文献
[1]张海.小电流接地系统接地故障的判断和处理[J].机电信息，2011（21）.
[2]马继政，周震等.处理小电流接地故障的新思路[J].继电器，2006（12）.
[3]邵宝珠，宋丹.小电流接地系统单相接地故障选线方法[J].东北电力科技，2010（8）.
【关键词】小电流接地系统;单相接地;故障处理
引言
电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地，电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。小电流接地系统包括非有效接地系统和谐振接地系统这两类系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小很多，用户的供电不会受到影响，所以故障线路不需要马上断开，保证了供电的可靠性。因此，小电流接地方式在我国的中压配电网中占绝大多数。
单相接地故障是电力系统中最常见的故障。小电流接地系统中发生单相接地故障时，由于故障点流过的电流很小，且电网的三相线电压仍保持对称关系，不影响系统的供电，所以一般允许继续运行1～2小时，不必立即跳闸切除故障。但故障会引起非故障相对地电压升高√3倍，持续较长时间还可能引起绝缘击穿，发生相间短路，本文重点分析了小电流接地系统接地故障的特征、现象及处理进行了分析和探讨。
1.小电流接地系统单相接地故障特征
1.1 10kV系统单相接地故障时有以下特征
1.1.1 故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压数据无变化，若电压数据反复变化，且幅值较大，则为间歇性接地。当发生金属性接地（完全接地）时，如A相接地，则A相的电压为零，非接地相B相和C相的电压指示为线电压。当发生非金属性接地（不完全接地）时，即高电阻、电弧等单相接地时，如A相发生接地，则A相的电压降低，小于正常相电压但不为零，非接地相B相和C相电压则大于相电压，小于线电压。
1.1.2 电压互感器的二次开口三角绕组出现约100V电压（正常时只有约3V），并联有白炽灯的，灯泡会发光。
1.2 经消弧线圈接地系统特征
如果使用完全补偿，本身的电容电流将会流经未出现故障线路和出现故障线路的零序电流，从母线流出指向电容性无功功率的实际方向。在这种情况下，无法通过稳态零序电流的大小和功率方向来判断哪一条线路出现了故障。如果使用过补偿方式，本身的电容电流此时将小于流经故障的零序电流，而从方向上看，从母线流出指向线路仍然是电容性无功功率的实际方向，与未出现故障的线路的方法是不被采纳的;加之因为过补偿度不是很大，也无法轻易地利用零序电流值的不同找出故障线路。
2.处理单相接地故障的要求
2.1 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。
2.2 若电压互感器高压侧熔断件熔断，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。
2.3 处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时，可在接地相上先作人工接地，消除接地点后，再停用消弧线圈。
3.常见故障现象及分析
3.1 绝缘监察电压表三相指示值不同：当系统发生完全接地故障时，接地相电压表指示为零，其他两相对地电压表指示升高√3倍，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有100V输出电压;当系统发生不完全接地故障时，接地相电压表指示减小，低于相电压，其他两相对地电压表指示增加，大于相电压，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有0～100V输出电压。正常情况开口三角电压为0v。稳定性接地时，电压表指示无摆动;若指示不停摆动，观察相、线电压、3U0电压无明显无变化、一般3U0电压无法扑捉，则为间歇性接地。
3.2 电弧接地：如果发生A相完全接地，则故障相的电压降低，但不为零，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。发生弧光接地，产生过电压时，非故障相电压很高。电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能会烧坏电压互感器。
3.3 电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或一次熔断件熔断：此时故障相电压降低，但指示不为零，非故障相的电压并不高。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。[2]
3.4 在合空载母线时，可能发生铁磁谐振过电压：电压表一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动，表针会打到头。可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。基波谐振：一相电压低，但不为零，两相电压高，超过线电压，表针打到头。或两相电压低，但不为零，一相电压高，表针打到头;高频谐振：三相电压同时升高，远超过线电压，表针打到头。也可能一相电压上升，高于线电压，表针打到头，另两相电压下降;分频谐振：三相电压依次升高，并超过线电压，表针打到头，三相表計在同范围内低频摆动。
4.单相接地故障处理
4.1 处理步骤
4.1.1 发生单相接地故障后，值班人员应立刻作好记录，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，先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。
4.1.2 把电网按不同方式分割成电气上不直接连接的部分，缩小查找范围。即把电网分割成电气上不直接连接的几个部分，以判断单相接地区域。分网时，应注意分网后各部分的功率平衡、保护配合、电能质量和消弧线圈的补偿等情况。
4.1.3 利用重合闸试停线路，依次断开故障所在母线上各出线断路器（加用重合闸），若断开瞬间接地信号消失，绝缘监察电压表的指示恢复正常，即可证明所停的线路上有接地故障。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。
4.1.4 采用保护跳闸、重合送出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。
4.1.5 当逐路查找后仍未找到故障线路，而接地现象未消失，可考虑是两条线路同相接地或所内母线设备接地情况，进行针对性查找故障点。
4.2 处理单相接地故障应注意事项
4.2.1 有重合闸装置的断路器，拉路寻找时，应利用重合闸装置进行选线。
4.2.2 系统接地时，检查站内设备，应穿绝缘靴，接触设备外壳、构架及操作，应戴绝缘手套。随时监视远动装置，保证“四遥”正确性和完好性，即遥测、遥信、遥控、遥调。
4.2.3 系统带接地故障运行一般不超过2小时，在此期间，严密监视电压互感器运行状况。发现故障或严重异常，应断开故障线路。
4.2.4 如在大风、雷雨天气，系统频繁地瞬间接地，可将不重要的、经常出故障的、绝缘水平不高、分支多的线路停电10～20分钟。若观察不再出现瞬间接地，待风雨停后再试送电。
5.结束语
小电流接地系统发生单相接地的概率极高，故障发生时，系统仍将保持三相对称，用户基本不受影响，故允许带故障继续运行一段时间（1-2h），但非故障相电压对地电压升高可能给系统带来危害，危及系统绝缘。因此必须及时在接地初期发现并切除接地故障，避免造成两点或多点接地导致的短路故障。
参考文献
[1]张海.小电流接地系统接地故障的判断和处理[J].机电信息，2011（21）.
[2]马继政，周震等.处理小电流接地故障的新思路[J].继电器，2006（12）.
[3]邵宝珠，宋丹.小电流接地系统单相接地故障选线方法[J].东北电力科技，2010（8）.