在我國，3～66kV電網中一般采用中性點非直接接地方式，即主變中性點采取的是不接地或經消弧線圈接地的方式。在小電流接地系統中發生單相接地故障時，不構成短路回路，故障電流不大，因此允許短時間運行而不立即切除故障，從而提高供電可靠性。

但這時如果是金屬性接地，非故障相對地電壓升高為線電壓，這種過電壓對系統運行造成很大威脅，因此必須盡快查找接地點，并及時隔離。本文主要討論小電流接地系統中，如何快速查找并處理各種典型接地故障，減小接地故障對電網和社會的影響，并提出幾種預防接地故障發生的措施。

1 接地故障產生的原因

單相接地故障是電網中出現概率最大的一種故障，特別是在雷雨、大風和冰雪等惡劣天氣情況下，單相接地故障更是頻繁發生。

66kV及以下的中低壓配電網，由于設備元件多，設計裕度小，運行環境相對惡劣等因素，因此發生接地故障的概率更大。

發生單相接地故障的具體原因主要有：設備絕緣不良，如老化、受潮、絕緣子破裂、表面臟污等；發生絕緣擊穿接地；小動物、鳥類、漂浮物及吊車等外力破壞；線路斷線，導線固定不牢等；惡劣天氣和人為因素等。其中，導線斷線、絕緣擊穿和樹木短接是電網發生單相接地故障的最主要原因。

2 接地故障的現象

發生單相接地時，一般會有以下現象出現：

1）發生單相接地的系統內變電站接地警報，接地光字牌亮。

2）同一系統內的三相對地電壓不平衡，相電壓表上顯示故障相電壓低于額定相電壓或為0，其它兩相電壓高于額定相電壓或等于額定線電壓，3U0超過動作整定值，發出接地告警信息。

3）系統內運行的消弧線圈有異響，出現大電流，電流值等于消弧線圈運行檔位的額定電流。

小電流接地系統中常發生一些故障，也能發出接地報警信號，因此如何區別真假接地是進行接地選擇處理的前提。下面是各種常見故障的主要特征。

1）單相完全接地：一相電壓為0，兩相電壓升高為線電壓，電壓為0的相為接地相。線電壓保持不變。

2）單相不完全接地：一相電壓降低但不等于0，兩相電壓升高，但不超過線電壓。電壓降低的相為接地相。

3）單相斷線：一相電壓升高，兩相電壓降低。其中電壓升高相為斷線相。

4）電壓互感器高壓側熔斷器熔斷：一相電壓降低，兩相電壓不變，相關相別的線電壓降低。電壓低的一相為高壓熔斷器熔斷相。

5）基頻諧振：一相電壓降低，兩相電壓升高超過線電壓，線電壓基本不變，諧振電流很大，PT有響聲。

3 接地故?障的處理步驟

電網發生單相接地故障告警時，監控員應主動檢查本系統中其他變電站母線電壓數值，確認系統確實發生接地故障，應立即將接地時間、相別、母線電壓、消弧線圈動作情況報告值班調度員，并可結合現場匯報情況，盡快尋找故障點切除故障，避免擴大為兩點接地或相間故障，引起線路跳閘，影響持續供電。

3.1 接地故障處理的注意事項

1）系統帶接地故障運行時間，一般不可超過2小時。

2）帶接地故障運行時，應加強監視電壓互感器和消弧線圈的運行狀態，防止出現異常造成事故擴大，并及時報告調度。

3）在系統接地時，不得拉合消弧線圈的隔離開關，也不得用隔離開關斷開接地電氣設備。

4）用“瞬時停電法”查找故障線路時，無論線路上有無故障，均應立即合上，瞬時停電小于10s。

5）如在異常天氣出現頻繁瞬間接地，則可以將絕緣水平低、分支多、主干線長、故障率高的線路停電，待風雨停止后再試送電。

6）觀察、判定接地故障是否消失，應從接地信號、三相對地電壓、消弧線圈聲音等情況相結合判定，防止誤判斷。

7）當采用分割電網的辦法選擇接地故障時，應考慮各系統供電不受影響。分網運行時，應考慮分網后各部分之間的功率平衡、繼電保護配合和消弧線圈的補償等因素。

8）只有一臺消弧圈的系統，允許帶接地故障運行的時間，由消弧線圈的溫升確定；有多臺消弧線圈的系統中個別消弧線圈溫升達到規定時，而故障線路未選出或因故不能停下時，可以切除該消弧線圈。

9）當系統三相電壓同時升高或任一相電壓超過運行線電壓10%時，說明系統產生了PT鐵磁諧振過電壓，手動選出后不再試送。

10）拉路選擇接地時，應考慮電容電流的變化，避免系統發生全補償諧振。

3.2 接地故障處理的原則順序

1）根據系統接地當時的實際情況（如用戶報告，接地自動選擇裝置顯示的接地線路或線路跳閘重合成功后發生的接地等），可以臨時變更接地選擇順序，優先選擇，以求迅速找出故障點。

2）拉開母線無功補償電容器斷路器。

3）分割電網法檢除。當兩條母線并列運行，解母聯開關判明哪條母線系統接地后，仍恢復雙母線并列運行方式。

4）充電線路可先檢除。

5）在不影響負荷的情況下，選擇聯絡線、雙回線和環狀線路進行判斷。

6）選擇分歧多、線路長的次要負荷線路。

7）選擇重要的負荷線路。重要用戶和保安負荷通知后，再進行接地選擇。

8）對于只有一臺消弧線圈的系統，帶消弧線圈的線路一般最后檢除。

9）判明接地線路后，令線路維護單位巡線處理。

4 幾種典型接地故障處理?

電網中發生接地故障時，故障點可能在變電站內部設備上、輸電線路上，也可能在用戶的用電設備上。無論故障點在哪里，都需要盡快將故障消除，保障電網安全、可靠運行。

4.1 變電站內設備發生接地

變電運行人員檢查站內電氣設備是否有接地故障：如設備瓷質部分有無破損，有無放電閃絡；設備上有無落物、小動物及外力破壞等；有無斷線接地；避雷器、電纜頭有無絕緣擊穿等現象。在檢查確認變電站內設備無問題的前提下，按線路接地故障處理。

如果接地點在站內時，可能在母線或連接母線的設備上，可能在主變二次側至母線間，可能在開關至甲刀閘間，也可能在開關至乙刀閘間。

1）接地點在母線上：如果是雙母線并列運行，需要將接地母線上的負荷倒至另一母線，用母聯開關切除接地故障點。如果是單母分段接線時，一般以停電原則進行處理。

2）接地點在主變二次側至母線間：一般需將該主變負荷轉移后，將主變停電再進行故障處理。

3）接地點在開關至甲刀閘間：有旁路的可采用旁路代送，用甲刀閘解環流，再用開關切除故障點。拉刀閘前，須拉開兩回路開關控制電源。

此處理方法不影響線路停電，供電可靠性高。如果沒有旁路，且該母線上負荷重要，由于各種原因不能停電時，可采用人工接地法隔離故障點，保證母線上其他線路繼續正常供電。

4）接地點在開關至乙刀閘間：如果有旁路，處理方法同接地點在開關至甲刀閘間（用乙刀閘解環流）。

案例1：某220kV變電站匯報調度，66kV系統A相100%永久接地，站內檢查發現某線路電流互感器瓷套對地放電，線路所帶負荷主要不能停電。電氣主接線如圖1所示，消除故障點的主要處理步驟如下。

圖1 電氣主接線圖

1）合上側路甲刀閘、丙刀閘后，合上側路CL開關給側母充電，充電良好后，拉開側路CL開關，側母停電。

2）合上線路1丙刀閘。

3）合上側路CL開關。

4）拉開線路1開關和側路開關的控制直流電源。

5）拉開線路1乙刀閘解環。

6）合上線路1和側路開關的控制直流電源。

7）拉開線路1XL開關。(用線路1XL開關切除接地故障點，接地信號消除)

8）拉開線路1甲刀閘。

9）令檢修人員進行處理。

案例2：某變電站線路開關A相與母線側刀閘之間發生單相接地故障，且該變電站無旁路，如果母線由于各種原因不能停電，如圖2所示。

分析由于單相接地故障發生在線路1開關A相與母線側刀閘之間，斷開線路1開關不能將故障點隔離，同時不能用刀閘切除故障點。此情況可采用人工接地法隔離故障點，消除故障點的主要事故處理步驟如下。

圖2 人工接地法

1）選擇一條備用或不重要的線路。在冷備用狀態下，在備用線路乙刀閘A相線路側裝上單相人工接地線。

2）將該備用線路接入運行（使人工接地線與故障點并列）。

3）拉開備用線路開關的控制直流電源。

4）拉開運行線路1開關及兩側刀閘。

5）合上備用線路開關的控制直流電源。

6）拉開備用線路開關及兩側刀閘。

7）拆除備用線路刀閘A相線路側單相人工接地線。

8）接地故障點進行檢修處理。

4.2 變電站外線路發生接地

線路發生接地故障時，可能為1點接地，也可能為2點或多點接地。

1）發生接地告警，且無線路跳閘。

小電流接地系統發生接地時，監控員對接地現象做詳細記錄，并立即報告調度，如有消弧線圈的變電站應監視其溫升，隨時與調度聯系處理。如果有智能接地選線系統的按其顯示的線路進行選擇，無智能接地選線系統的變電站按接地選擇順位表選擇。

首先判斷系統發生接地故障，然后區分是變電站內接地還是線路接地，分割電網縮小檢除范圍，檢除最可能發生接地的線路，檢除不影響負荷的充電線路和聯絡線，減除次要負荷線路，最后減除重要負荷線路和帶消弧線圈線路等。如果減除一遍接地告警信息消失，即為單點接地，對該接地線路進行處理即可。

如果減除一遍接地告警信號未消失，即可判斷為同相兩點或多點接地，在已確定的范圍內逐次拉開線路，當拉開某一線路，接地信號消失，說明此線路上有接地點，此線路暫時不送電，然后將已拉開的線路開關依次合上，當出現接地告警信號時，說明此線路有接地點，此線路暫時不送電，再依次送出其他線路。

無接地信號時，完成接地線路判明后，根據實際要求決定是否送電，并應立即停用接地線路的重合閘，如果接地線路跳閘，不進行強送。

對于66kV雙母線系統存在的接地故障，還可以用倒母線隔離開關和拉合母聯斷路器進行選擇，此方法優點是不影響線路負荷，特別適合重要負荷多的變電站系統。該方法只需要在220kV變電站內操作即可完成接地選擇，但對變電運行人員的操作能力和素質要求較高。

2）發生接地告警，且有線路跳閘。

如果接地點為兩點，且接在同一個變電站的不同線路上的不同相上，會同時有線路跳閘和接地告警信號。如果10kV I線A相接地，II線B相接地。會發出I線跳閘，II線不跳閘且有B相接地告警。因為I線A相裝有CT，II線B相未裝CT，短路電流使I線保護動作斷路器跳閘。

如果10kV I線A相接地，II線C相接地。根據接地點情況及兩回路保護整定值，綜合考慮，可能I線跳閘或II線跳閘，也可能I線、II線同時跳閘，電網接地現象消除。

案例3：某66kV系統如圖3所示，當有人通過95598報告，線路I發生A相接地故障，需要停電處理時，處理的原則步驟如下：

1）視甲變電站負荷情況，將10kV母線負荷改#2變帶，#1變帶消弧線圈停電。

2）拉開甲變電站變66kV母線分段開關K1。

3）驗證補償度無問題，拉開I線K2開關。

4）拉開甲變電站變I線入口刀閘，將線路I停電。

5）將甲變電站變的消弧線圈改合適的補償度后，合上K1開關，#1變送電與#2變并列。

6）通知線路維護單位，對66kV I線進行處理。

圖3 某66kV系統圖

案例4：某變電站66kV系統如圖4所示，系統發生接地報警，該系統接地選擇處理主要步驟如下。

圖4 某變電站66kV系統圖

1）判斷66kV系統存在接地故障。

2）拉開I、II母線上的電容器。

3）與帶電作業單位聯系，確認非作業引起，并停止帶電作業。

4）令接地系統內有條件的變電站檢查66kV設備是否有接地，站內無問題。

5）拉開66kV母聯開關，若判明接地點在I母線后，合上母聯開關。

6）減除充電線路L1。

7）線路L4、L5改單回線帶后，分別減除、判斷。

8）線路L3減除、判斷。

9）聯系風電場，線路L2減除、判斷。

10）線路L6減除，接地現象消失，判明線路L6存在接地。

5?　接地故障的預防措施

鑒于導致單相接地故障的原因有很多，可采取以下幾種方法進行預防，盡量減少接地故障的發生。

1）提高系統絕緣和耐雷水平。在規劃設計時，在接地故障頻發區，加裝氧化鋅避雷器；增加桿塔高度；在污穢環境下，應提高設備的外絕緣強度和防污穢等級，線路上也可采用絕緣導線等。

2）施工前后嚴把質量關。施工安裝前，不允許任何不合格的設備和材料混進電網中；線路架設完畢后，應按要求完成有關試驗、檢測工作，履行嚴格的驗收手續。　　

3）加強運行管理，認真做好巡視工作，消除隱患。在春、秋檢時認真組織清除電網缺陷，消除樹木威脅，合理安排檢修，盡量縮短檢修時間，提高檢修質量。加強宣傳工作和預防措施，防止外力破壞。

4）定期對配電變壓器、避雷器、跌落式熔斷器、絕緣子等進行試驗及絕緣電阻的測量，選用優質產品，對不合格設備及時進行維修或更換。

5）在配電長線路上加裝分段開關。這可以有效縮小故障范圍，減少停電范圍和停電時間，有利于快速查找故障點和隔離故障。

６?結束語

為了降低單相接地故障給電網和用戶帶來的不良影響，電網運行人員應熟悉有關運行規程，熟悉設備情況，提高故障處理能力。

當電網出現故障時，要沉著冷靜，認真分析，正確判斷并避免故障發展，盡快消除故障威脅。同時，加強科學管理，提高人員素質，積極應用新技術、新設備，并做好各種預防措施，以便快速查找和消除故障點，提高電網的供電可靠性，保證電網的安全、穩定、優質、經濟運行。

本文編自《電氣技術》，論文標題為“電網調控模式下的幾種典型接地故障處理”，作者為楊林、鄭偉 等。