小电流接地系统单相接地故障的判断与处理

中国石油大港油田电力公司 郑双建

1 引言

我国在接地处理时，运用最多的是小电流的接地系统。主要是因为小电流接地系统优点较多，当使用小电流接地系统单相接地的时候有着非常高的供电可靠性[1]。但是小电流系统接地也会在一些特殊情况下发生故障，工作人员需要提前预防这种情况的发生，并且及时采取措施进行处理。

2 小电流接地系统单相接地故障的特点

2.1 小电流接地系统单相不完全接地

小电流接地系统主要是采用了中性点不接地以及经消弧线圈接地的运行方法，当小电流接地系统单相不完全接地的时候，会发生严重的接地故障。因为小电流接地系统单相不完全接地，会导致单相只能通过高阻和电弧进行接地。虽然这样故障相最终也接地，但是会因为不正确接地方式，而使故障相电压急速下降，相反非故障的一相电压会急速升高[2]。这样一来故障相电压和非故障相电压之间的电压差会大于相电压，不过电压差并没有大于线电压，接地系统会因为电压互感器开口三角处的电压处于正定值，从而该接地系统仍然可以进行使用，不过会发出接地信号。不完全接地向量如图1所示。

图1 不完全接地向量

2.2 小电流接地系统单相完全接地

当小电流接地系统单相完全接地的情况发生时，与单相不完全接地有不同之处。此时故障相的电压会快速降低到零，与此同时非故障相的电压直接升高导线电压。故障相和非故障相之间的电压差直接和线电压大小一样，导致电压互感器开口三角处的电压直接升高到100V 电压，这个时候电压继电器还可以继续工作，与单相不完全接地的情况一样，会发出接地信号。小电流接地系统发生单相接地的暂态电流分布如图2所示。

图2 小电流接地系统发生单相接地的暂态电流分布

2.3 小电流接地系统单相电压互感器熔断

在小电流接地系统中单相电压互感器熔断也会使接地系统发生故障。在电压互感器高压一侧，如果一向出现故障，如断线或者熔断件被熔断，这种情况下很有可能会导致在进行二次回路的时候与另外两相电压表还有互感器线圈之间形成串联回路[3]。由于这一贯电压表在其他回路中形成了串联回路，因此此时故障相的电压比较小，故障相的指示也是不为零的，但是此时显示的电压并不是实际电压。互感器开口三角处的电压值大约是35V，继续启动继发器会发出接地信号。

3 小电流接地系统单相接地故障现象的判断

3.1 接地现象

大多数接地系统都会设置警铃以及一些光字牌，其目的就是为了当发生接地故障的时候，能够更加快速、直观地发现故障。一般来说接地故障现象会分为三大类。

一是安装的警铃会进行报警，能够较好地引起工作人员都注意，这种情况还是十分直接地将故障进行声音反馈，也能极大减少维修所消耗的时间，属于很直观的一种情况。设置的“xx 千伏母线接地”的光字牌会受到感应开始闪烁，有的中性点经消弧线圈接地系统也会使“消弧线圈动作”的光字牌开始闪烁，同时也是用视觉进行传达问题所在。

二是电压表指示发生变化。电压表三相各不相同，两相电压升高，接地相电压降低。如果其他两相升高至线电压，接地相降低为零，此时是稳定性接地。相反如果电压表指针来回晃动，就是间歇性接地，这种就是在仪表盘上非常直观地观察到出现故障的情况，也是十分普遍的使用。

三是观察电压表指针，若电压表指针打到头，非故障相电压过高，则是发生弧光接地产生了电压，这种情况下也很有可能会烧坏电压互感器。相对于前两种，最后这一种也是很直观地反馈了接地故障的情况。

3.2 接地判断

一是完全接地。接地判断主要是通过电压大小来判断的。如果其中一相电压迅速降为零，另外一相电压快速升高至线电压，并且伴随着电压互感器开口三角处出现100V 电压，这样的现象就则是完全接地。若此时继续启动继发器，会发出接地信号。

二是不完全接地[4]。若电压互感器开口三角处的电压处于整定值状态，并且继续启动电压继电器，会发出接地信号，那就是不完全接地。这种情况下就是因为其中一相不完全接地，但是会通过其他介质接地，如电弧或者高阻接地，而且中性点电位还会发生偏移。主要的特征就是故障相的电压会急速下降到零以上，非故障相的电压会上升，两相之间的电压差会比较大，一般是大于相电压，小于线电压。

三是电弧接地。与不完全接地有相似之处是一贯完全接地，此时电压值下降，但不为零，另一项非故障相电压上升，但是不同之处是，非故障相电压直接上升至线电压。故障相和非故障相之间的电压差大于线电压，因此电压互感器开口三角处的电压达到了100V，继续启动电压继电器仍然会发出接地信号。

4 小电流接地系统单相接地故障的处理

4.1 常规接地处理

一般情况下电力系统发生接地故障的时候，就会在第一时间里发出警报声，当警报声响起的时候，工作人员就能够第一时间赶到现场进行查看，以防止电力系统的相关事故的发生。但是在电力系统中出现问题的情况在所难免，所以也需要一定科学合理的处理办法。常规的处理方法一般会分成四个步骤。

一是工作人员先记录好发生故障的时间，然后复归音响，再开始对表计进行查看，对这些资料进行整合后上交到电力调度员以及值班干部处，这有助于整个事故进行记录。二是电力调度员与值班干部对电气设备逐一检查，详细排除故障，在这项工作中，一定要注意对于细节的检查和测试。三是联系上级变电所将电网分割开，这样更有利于故障的修复。四是对出现故障线路进行修复措施，线路的基本问题一定是要及时出来的，以免后期再出现简单问题。这三类方法就是在正常的电力系统发生故障的情况下进行及时反馈的最常用方式，针对系统故障可以很直接有效地进行反馈，减少了查找时间。

4.2 非常规接地处理

一是采用保护跳闸、重合送出方式。部分接地故障不好找寻，运用常规接地方法就会处理不到位。但是可以采用保护跳闸、重合送出的方式进行查找，反复操作如果发现拉下线路断路器立刻接地消失，就可以找到故障点。立刻由调度员进行审核处理，在得到合理的解决方案之后再进行规范的操作。

二是对设备进行针对查找。如果对所有线路都逐一排查，但仍然没有发现故障点，而且接地现象并没有消失，那就可以对设备进行查看。主要的查找设备是与两条线路相连接的设备，工作人员可以对两条线路分别进行测试，若全部测试之后，仍然没有找到故障点，就要对设备内部进行检测了。这也是一个运用十分普遍的方法，直接有效地找到问题所在，然后再跟进解决，可以给整个查找维修带来更加便捷的效果。

5 处理小电流接地系统单相接地故障的注意事项

5.1 安全方面

在小电流接地系统单相接地估产出现的情况下，一定要运用好合理的解决方案来进行解决，确保整个处理过程中是安全有效的，任何时候都要将人身安全放在第一位。在处理电力系统方面的问题的时候，首先要考虑的就是工作人员的生命安全，由于工作的特殊性，在这个工作环境下会面临更多的风险，也就是说，高强度的电压足以能够使一个成年人短时间内死亡这种说法绝对是真实的，所以在这种危险情况下，一定要保护好人身安全，这也是为了整个系统的安全进行领域排除风险，当在对接地故障进行处理的时候，要保证工作人员的生命安全为首要。

在处理相关问题时可以选择一定的科学设备或者安全保障手段。例如，为工作人员配置非导电防护服、手套以及专业工具。但仅为工人配备相应的设备还略显不足，在工人的操作技术上也要提升培训，对工作人员的操作步骤也要进行严格要求，并做好相关的考核，考核不合格的情况就要进行系统的学习，直至再次考核通过才能继续工作。与此同时，在处理强电流故障时，工作人员一定要与故障点相隔8m 以上，以保证个人生命安全。

5.2 查找方面

当接地故障出现最重要的就是找到问题所在，由于接地故障发生的情况较多，在查找故障方面也是比较麻烦的，所以对于工作人员查找故障方面也有着严格的要求，这里也是跟工人所接受的安全教育一样，要做好故障排除培训，对于相应的技术岗位，一定要加大培训的力度，重点是那种故障频发的方面。多数查找故障都会对区域进行停电处理，然后再对线路、设备进行逐一排查。但是停电的影响比较大，因此这样就要求工作人员在减小停电的范围的同时加大对线路的排查，以最快的速度找出故障点[5]。

6 结语

在实际处理小电流接地系统单相接地故障的判断与处理的过程中，不仅需要严格要求工作人员熟悉相关的规程，并按照规程严格执行操作，还需要相关工作人员去了解不同设备的状况，去不断在实践中找到问题与累积经验，同时培养一定的维修能力，及时修缮设备的缺陷，同时还要注意保持整个设备的清洁程度，为整个设备创造一个良好的绝缘环境，这样才能更好地正常运用设备。在实际的操作过程中，需要不断提高线路检修人员的技术水平，减少故障的维修时间，减少故障带来的安全隐患，消除接地故障对电网的影响，保证电力系统安全可靠运行。