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单相弧光接地过电压的分析和防范日期：2007-1-31 14:31:07-------------------------------------------------------------------------------- 1. 前言随着电力系统的逐渐增容和发展，电网中的各种过电压发生机率越来越高，每一次的过电压都对电气设备的安全运行造成直接的、严重的威胁，而且每发生一次过电压就会对电气设备的绝缘造成一次破坏，并且这种过电压破坏具有明显的累积效应，当达到一定程度时，会造成电气设备损坏，甚至是造成局域电力网络发供电中断或是受损。
2. 单相弧光接地过电压的形成机理对于单相弧光接地过电压形成机理的理论分析方法很多，对于电网中性点不接地系统，电力电缆在其相间和相地间都有等效电容。
经计算表明,发生单相弧光接地时过电压的最大值将达到：Umax=1.5Um+（1.5Um–0.7Um）=2.3Um单相弧光接地的过电压瞬时幅值最大可以达到20.4KV。
如果弧光接地在接地点造成弧光间隙性反复燃烧，那么产生的过电压倍数将远远大于2.3倍。
根据有关资料介绍，在国外有些专家对单相弧光接地进行了实测，其结果显示，过电压幅值高达正常相电压幅值的3～3.5倍。
在系统发生单相接地时，都产生了较高的过电压，才会引起避雷器放电。
强烈的过电压使相间空气绝缘被击穿，形成相间弧光短路，至于避雷器的爆炸，主要是由于避雷器的选型错误（原设计型号为Y3W-10/31.5）和产品质量欠佳（受潮），再加上弧光短路产生的高能热量加剧了避雷器的爆炸。
由此可见如此高的过电压一旦产生就将会在电力网络绝缘薄弱环节形成闪络放电，严重时将破坏绝缘，造成相间短路或者损害电气设备。
发电机接地电流已远远大于5A，才会造成发电机定子铁芯熔化，即与发电机有电气连接的电力网络的单相接地电流已大大超过了5A。
3 单相弧光接地产生的原因从上述分析可见，单相弧光接地是威胁电力系统安全、稳定和可靠运行的最主要和最直接因素。
单相接地故障的现象分析及处理办法在小电流接地的配电网中，一般装设有绝缘监察装置。
当配电网发生单相接地故障时,由于线电压的大小和相位不变（仍对称)，况且系统的绝缘水平是按线电压设计的，所以不需要立即切除故障，尚可继续运行不超过2h。
但非故障相对地电压升高1。
732倍,这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。
此外,在仍可继续运行时间内，由于接地点接触不良，因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电,并在一定条件激励下产生谐振过电压，这对系统绝缘造成的危害更大.为此,必须尽快处理排除单相接地故障，确保电网安全可靠运行。
1 单相接地故障的特征单相接地（1）配电系统发生单相接地故障时,变电所绝缘监察装置的警铃响，“××母线接地”光字牌亮。
中性点经消弧线圈接地的，还有“消弧线圈动作”的光字牌。
（图1）(2）当生发接故障时，绝缘监察装置的电压表指示为:故障相相电压降低或接近零，另两相电压高于相电压或接近于线电压。
如是稳定性接地,电压表指示无摆动，若是电压表指针来回摆动，则表明为间歇性接地.（3)当发生弧光接地产生过电压时，非故障相电压很高，电压表指针打到头。
同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断，严重时还会烧坏互感器.但在某些情况下，配电系统尚未发生接地故障，系统的绝缘没有损坏，而是由于产生不对称状态等,绝缘监察也会报出接地信号，这往往会引起误判断而停电查找。
2 单相接地信号虚与实的判断（1)电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时,如果故障相对地电压降低，而另两相电压升高，线电压不变，此情况则为单相接地故障.（2）变电所母线或架空导线的不对称排列；线路中跌落式熔断器一相熔断;使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等,均会造成三相对地电容不平衡，从而使中性点电压升高而报出接地信号,此情况多发生在操作时,而线路实际上并未发生接地。
（3）在合闸空母线时，由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压，也会报出接地信号。
10kV中性点经消弧线圈接地系统单相接地引发线路故障的分析及防范措施摘要：随着城市配电网的不断发展，负荷密度越来越大，电力电缆大量投入系统运行，电容电流也随之越来越大。
当系统发生单相接地故障时，接地电弧不能自熄，将引起弧光接地过电压，持续时间一长，在线路绝缘弱点还会发展成两相短路事故。
因此，当电容电流足够大时，就需要采用消弧线圈补偿电容电流。
为避免不适当的补偿给电力系统安全运行带来威胁，必须正确测定系统电容电流值，并据此合理选择消弧线圈电流值及补偿方法，才能做到正确调谐，避免单相接地故障扩大，提高供电可靠性，确保人身设备安全。
关键词：接地系统；线路故障；防范措施引言10kV系统中性点接地的方式主要有不接地、经电阻接地及经消弧线圈接地三种类型。
《中国南方电网公司城市配电网技术导则》规定：主要由架空线路构成的配电网，当单相接地故障电容电流35kV不超过10A，10kV 不超过20A时，宜采用不接地方式；当超过上述数值且要求在故障条件下继续运行时，宜采用消弧线圈接地方式。
主要由电缆线路构成的10kV配电网，当单相接地故障电容电流不超过30A时，可采用不接地方式；超过30A时，宜采用低电阻接地或消弧线圈接地方式。
当前由于通道制约、城市美化、经济发展等因素，10kV电力电缆大量投入配电网运行，电容电流成倍增长，部分变电站中性点接地的方式、消弧线圈补偿电流值已不能满足补偿要求。
电力技术的发展和高质量供电的需求，需要我们进一步加以改善。
下面我们就一起发生在220kV某变电站10kV系统的单相接地故障进行分析。
一、10kV系统单相接地引发多回线路故障案例2012年10月11日，220kV某变电站10kV系统发生一起由10kV线路单相接地引发多条线路跳闸的事件。
由于多条线路停电，造成了城市部分区域的停电，影响面积较大，具体故障经过：10:21 分220kV某变10kV系统A相接地，选线装置显示为10kV沧浪左线。
10kV线路单相断线接地故障分析发布时间：2021-05-13T10:02:11.037Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：王立娜[导读] 摘要：文章重点分析了10kV单相接地故障的特征，在此基础上讲解了负荷侧单相接地的危害，最后讲解了单相接地的查找方法和有效的防范措施，望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
云南电网有限责任公司楚雄供电局云南楚雄 675000摘要：文章重点分析了10kV单相接地故障的特征，在此基础上讲解了负荷侧单相接地的危害，最后讲解了单相接地的查找方法和有效的防范措施，望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键词：小电流接地；单相接地；处理1、前言近年来，我国经济的快速发展，同时也促进了电力行业的发展。
在电力系统生产的过程中，为能有效确保到供电的安全稳定性、降低企业的投入成本就应当对配电网中单相接地中存在的故障展开分析和研究，寻找出科学合理的解决措施。
2、单相接地故障的象征在实际运行中，10kV配网线路单相接地故障约为10kV接地故障的五分之四左右。
10kV线路为属于中性点不接地系统，单相接地故障可分为电源侧单相接地和负荷侧单相接地。
2.1电源侧单相接地电源侧单相接地又可分为金属性接地和非金属性接地。
金属性接地指故障相直接接地，故障相与大地同电位，非故障相Up（相）升至UL（线）；非金属性接地是指故障相非直接接地，如通过高阻接地等，故障相电压降低但与大地仍有电位差，而非故障相Up（相）有所升高。
单相接地故障发生后，配网网络的线电压仍保持对称状态，一般可持续运行一两个小时。
2.2负荷侧单相接地当10kV线路在断线负荷侧接地时，线路三相对地绝缘从电源侧看是良好的，系统的电压基本无变化。
断线相的电流值稍稍降低，但它几乎不影响总电流，因此很容易被认为是三相负载变化，不可能从变电站的电压和电流变化中反映出故障。
但此故障还是存在事故安全隐患的。
3、负荷侧单相接地分析图1线路负荷端接地示意图由图1可知，电源输出三相对称线电压，我们虚拟1个三相对称星型接线电源等效。
MXJD单相接地故障管理系统说明书编制：安徽一天电气技术有限公司ANHUI ONESKY ELECTRIC TECH. CO., LTD.概述在我国3~35KV中压输配电系统中，大部分采用中性点不直接接地方式，即中性点不接地或经消弧线圈接地。
中性点不直接接地方式在单相接地的状态下，系统线电压仍可保持三相对称而不影响用电设备的正常工作。
所以，采用中性点不直接接地方式输配电系统的供电可靠性要远高于中性点直接接地的输配电系统。
这是中性点不直接接地方式最大的优点，也是我国长期坚持在中压输配电系统中使用这种接地方式的基本原因。
但是，从多年的运行经验和近年来中压输配电系统的发展情况看，中性点不直接接地方式也给中压输配电系统带来了一些问题：1.中性点不直接接地系统容易发生高压震荡，从而引起各种过电压。
2.中性点不直接接地系统中发生单相接地故障时，通常表现为弧光接地的形式，此时非故障相线路对地电压最高可升至3.5倍额定相电压。
这种遍布整个系统的过电压往往会在系统绝缘薄弱处引起对地闪络。
同时，接地电弧容易灼伤接地处的线路绝缘，特别是电缆线路，接地电弧容易烧穿电缆的相间绝缘而造成电缆相间短路，引发“电缆放炮”。
另外，在弧光接地的过程中，由系统电磁参数的变化而引起系统发生激烈的电磁震荡。
在震荡过程中，系统对地电容的充放电电流会在电弧熄灭和故障消除时通过系统中的电压互感器的中性点形成回路。
该直流电流往往远大于电压互感器的额定电流，从而造成互感器的铁心饱和，一次侧电流因而急剧增大，熔断电压互感器保险丝，甚至烧毁电压互感器。
3.难以确定发生单相接地故障的支路。
目前市场上基于小电流选线原理的单相接地故障选线装置，在系统发生单相接地故障时，采集流过各支路的零序电容电流的大小和方向并经过不同的分析方法来确定发生单相接地故障的支路。
由于系统零序电容电流信号小，并且会受到故障点的状态、位置等等多种因素的影响，检测的准确性不高，从而给用户的用电安全带来隐患。
10kv 系统发生单相接地及PT 断线的判断与处理第一节10kv 系统发生单相接地的判断与处理一、发生单相接地故障的特点中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，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得多，这种系统被称为小电流接地系统。
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时故障，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，系统仍可运行1 —2h。
这也是小电流接地系统的最大的优点。
但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可升高根号3 倍，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常供电；也可能使电压互感器铁芯严重饱和，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。
二、发生单相接地故障现象分析与判断下面是一台三相五芯柱电压互感器接图。
如图所示接成Y0/Y0/ △。
接成Y0形的二次线圈供电给仪表、继电器及绝缘监察电压表等。
辅助二次线圈接成开口三角形，供电给绝缘监察电压继电器。
当三相系统正常工作时，三相电压平衡，开口三角形两端电压为零。
当某一相接地时，开口三角形两端出现零序电压，使绝缘监察电压继电器动作，发出信号IfBn⑴ 完全接地。
如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到0，非故障相的电压升高到线电压。
此时，电压互感器开口处出现110V电压，电压继电器动作，发出接地信号。
⑵ 不完全接地。
当发生一相（如A相）不完全接地，即通过高电阻或电弧接地时，中性点位移。
这时，故障相的电压降低，但不为0；非故障相的电压升高，且大于相电压，但不大于线电压。
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。
⑶ 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0,非故障相的电压升高到线电压。
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C OM 6KV-66KV 系统接地措施中压电网以35KV、10KV、6KV 三个电压电压应用较为普遍，其均为中性点非接地系统，但是随着供电网络的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故。
我国电气设备设计规范中规定35KV 电网如果单相接地电容电流大于10A，3KV—10KV 电网如果接地电容电流大于30A（煤矿20A），都需要采取措施，而《城市电网规划设计导则》（施行）第59条中规定"35KV、10KV 城网，当电缆线路较长、系统电容电流较大时，也可以采用电阻方式"。
因对中压电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，就我国而言，对此在理论界、工程界也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着发展方向的决策问题。
而过电压是电网绝缘配合的基础，电网选用的绝缘水平高低，反映的是风险率不同，绝缘配合归根到底是个经济问题。
目前，接地方式有三种：中性点电阻接地、消弧线圈接地、故障相金属接地法。
特别推荐：故障相金属接地法。
一、中性点电阻接地 事故扩大法，由于加大短路点电流，煤炭系统严禁使用。
中性点经电阻接地当发生单相短路时，加大短路电流使继电保护动作切除故障线路，消除过电压产生的条件来达到消除过电压。
以牺牲供电可靠性来保证线路和设备不受弧光过电压的危害。
中性点直接接地方式，即是将中性点直接接入大地。
该系统运行中若发生一相接地时，就形成单相短路，其接地电流很大，使断路器跳闸切除故障。
这种大电流接地系统，不装设绝缘监察装置。
优点：1、中性点经电阻接地方式，接地电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。
2、中性点经电阻接地可降低单相接地工频过电压，而且能迅速切除故障线筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C OM 路，工频电压升高持续时间很短，这对干有累积效应的电缆绝缘有利，也为氧化锌避雷器的安全运行创造了良好条件。
单相接地的现象及处理方法2在小电流接地的配电网中，一般装设有绝缘监察装置。
当配电网发生单相接地故障时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），况且系统的绝缘水平是按线电压设计的，所以不需要立即切除故障，尚可继续运行不超过2h。
但非故障相对地电压升高1.732倍，这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。
此外，在仍可继续运行时间内，由于接地点接触不良，因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电，并在一定条件激励下产生谐振过电压，这对系统绝缘造成的危害更大。
为此，必须尽快处理排除单相接地故障，确保电网安全可靠运行。
1 单相接地故障的特征单相接地（1）配电系统发生单相接地故障时，变电所绝缘监察装置的警铃响，“××母线接地”光字牌亮。
中性点经消弧线圈接地的，还有“消弧线圈动作”的光字牌。
（2）当生发接故障时，绝缘监察装置的电压表指示为：故障相相电压降低或接近零，另两相电压高于相电压或接近于线电压。
如是稳定性接地，电压表指示无摆动，若是电压表指针来回摆动，则表明为间歇性接地。
（3）当发生弧光接地产生过电压时，非故障相电压很高，电压表指针打到头。
同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断，严重时还会烧坏互感器。
但在某些情况下，配电系统尚未发生接地故障，系统的绝缘没有损坏，而是由于产生不对称状态等，绝缘监察也会报出接地信号，这往往会引起误判断而停电查找。
2 单相接地信号虚与实的判断（1）电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时，如果故障相对地电压降低，而另两相电压升高，线电压不变，此情况则为单相接地故障。
（2）变电所母线或架空导线的不对称排列；线路中跌落式熔断器一相熔断；使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等，均会造成三相对地电容不平衡，从而使中性点电压升高而报出接地信号，此情况多发生在操作时，而线路实际上并未发生接地。
（3）在合闸空母线时，由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压，也会报出接地信号。
中压配电网单相接地故障——选线及定位技术杨以涵齐郑编著（中国电力出版社2014.07）第一章中压配电网中性点接地方式在这一章中主要介绍了配电网的中性点接地的方式，以及各种接地方式对电网的影响。
中性点接地方式中性点接地方式主要有以下几种：中性点直接接地方式，即将中性点直接接入大地中性点不接地方式，即中性点对地绝缘中性点经消弧线圈接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电感线圈。
中性点经电阻接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电阻。
分为中性点经高阻抗接地，中性点经小电阻接地和中性点经中阻抗接地三种方式。
中性点经消弧线圈接地方式，与不接地方式相比，需要更多的投资，但是能够保障系统的安全性，提高供电可靠性。
抑制单相接地故障的短路电流，利于电弧的熄灭，避免系统的过电压。
但是面临新的问题，1、单相接地故障选线困难，抑制了故障线路的零序电流；2、造成中性点的位移电压过高，随着经济的发展，在馈电的线路中电缆所占的比重越来越大，中性点经消弧线圈接地方式的弊端逐渐暴露，1）只能补偿电容的基频无功分量，谐波分量无法补偿；2）配电网的电容电流大，导致消弧线圈的价格高；3）以电缆为主的配电网单相故障多为永久性故障（外力破坏的故障），消弧线圈的优势不明显；4）当接地点为电缆内部的时候，接地电弧为封闭性电弧，消弧线圈就不具备优势了。
中性点经电阻接地，为了限制配电网的过电压的幅值，解决消弧线圈容量无法满足电容电流的需求的问题，可以采用中性点经电阻接地方式。
优点是当电容电流在一定范围波动的时，能有效地限制间歇性电弧接地过电压和铁磁谐振过电压，同时不必像消弧线圈那样严格匹配电容电流。
适用的情况是采用绝缘水平低的设备，对电压要求比较严的配电网或存在大量电缆的配电网。
根据我国具体情况，主要采用经小电阻接地方式。
中性点接地方式的影响中性点接地方式的影响的内容主要有：安全隐患，由接地故障引起的电弧会对环境造成危害，引发火灾。
单相接地故障会对接地点附近产生较大的跨步电压和接触电压，对人畜造成危害。
35千伏系统单相接地故障处理摘要：通常情况下我国变电站在使用35千伏中压时为了确保该系统的稳定性使用接地方式，一方面可防止电压不稳对变电站造成损害，另一方面利用接地方式保证35千伏中压系统的使用效率，但在进行单相接地时一旦出现接地故障，系统中的薄弱环节极易出现破坏现象，使整个系统出现短路等故障，不仅对该系统的稳定性造成影响，同时也极易对变电站的基础设备和工作人员造成较大危害，因此在使用该系统进行接地时必须及时对故障进行分析，一旦出现故障则必须及时对该故障进行处理，以免造成更大损害。
本文针对35千伏系统出现接地故障时造成的危害进行分析，对故障具体体现特征、故障检测设备以及处理措施等进行介绍与探讨，期望对提升该系统的安全性、稳定性有所帮助。
关键词：35千伏系统；单相接地；特点；故障类型；处理措施一、35千伏系统中出现单相接地故障时产生的危害单相接地故障问题是变电站在使用35千伏系统时常见的系统故障类型之一，且一般在发生故障后，为了确保该系统能够在稳定状态中多数单位在确定系统内电线位置与相位整体状态不受较大影响时选择将该系统进行带故障运行，最终导致该故障范围逐渐增大，不仅极易对该整个系统造成较大损害，一旦出现较多短路位置极易导致系统崩溃，甚至对工作人员的人身生命安全造成极大威胁。
一方面，当35千伏系统在使用时出现单相接地现象时，该系统的接地部位会产生间断性电弧光，导致谐振电压不断产生，由于该电压超出该系统本身电压值，导致接地线路在该状态下出现电线击穿现象，进而出现大范围短路现象，导致线路甚至设备出现故障，不仅极易导致该系统中的配电变压器因短路被损害，甚至会导致熔断器、避雷设备等因短路出现击穿或燃烧现象，极易引发大范围活在，不仅对整个设备结构造成严重破坏，导致设备成本增加，严重时引发的大范围火灾会直接对单位内工作人员造成严重的健康损害。
另一方面，当出现单相接地事故后，变电站母线中的电压互感器会检测得到零序电力，在其开口三角形上也会产生零序电压。
