電力系統按接地處理方式可分為大電流接地系統(包括直接接地，電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(包括高阻接地，消弧線(xiàn)圈接地和不接地)。我國3～66kV電力系統大多數采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的運行方式，即為小電流接地系統。
在小電流接地系統中，單相接地是一種常見(jiàn)的臨時(shí)性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線(xiàn)電壓卻依然對稱(chēng)，因而不影響對用戶(hù)的連續供電，系統可運行1～2h，這也是小電流接地系統的you點(diǎn)。但是若發(fā)生單相接地故障時(shí)電網(wǎng)長(cháng)期運行，因非故障的兩相對地電壓升高 31/2倍，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴大，影響用戶(hù)的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴重飽和，導致電壓互感器嚴重過(guò)負荷而燒毀。同時(shí)弧光接地還會(huì )引起全系統過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設備，破壞系統安全運行。因此，值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法，當發(fā)生單相接地故障時(shí)，必須及時(shí)找到故障線(xiàn)路予以切除。
2 故障現象分析與判斷
(1) *接地。如果發(fā)生A相*接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線(xiàn)電壓(見(jiàn)圖1)，此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號。
(2) 不*接地。當發(fā)生一相(如A相)不*接地時(shí)(見(jiàn)圖2)，即通過(guò)高電阻或電弧接地，中性點(diǎn)電位偏移，這時(shí)故障相的電壓降低，但不為零。非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達不到線(xiàn)電壓。電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號。
(3) 電弧接地。如果發(fā)生A相*接地，則故障相的電壓降低，但不為零，非故障相的電壓升高到線(xiàn)電壓。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號。
(4) 母線(xiàn)電壓互感器一相二次熔斷件熔斷。此現象為中央信號警鈴響，打出“電壓互感器斷線(xiàn)”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。處理對策是退出低壓等與該互感器有關(guān)的保護，更換二次熔斷件。
(5) 電壓互感器高壓側出現一相(A相)斷線(xiàn)或一次熔斷件熔斷。此時(shí)故障相電壓降低，但指示不為零，非故障相的電壓并不高。這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線(xiàn)圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現比較小的電壓指示，但不是該相實(shí)際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_(kāi)口三角處會(huì )出現35V左右電壓值，并啟動(dòng)繼電器，發(fā)出接地信號。對策是處理電壓互感器高壓側斷線(xiàn)故障或更換一次熔斷件。
(6) 串聯(lián)諧振。由于系統中存在容性和感性參數的元件，特別是帶有鐵心的鐵磁電感元件，在參數組合不匹配時(shí)會(huì )引起鐵磁諧振，并且繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號?？赏ㄟ^(guò)改變網(wǎng)絡(luò )參數，如斷開(kāi)、合上母聯(lián)斷路器或臨時(shí)增加或減少線(xiàn)路予以消除。
(7) 空載母線(xiàn)虛假接地。在母線(xiàn)空載運行時(shí)，也可能會(huì )出現三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號。但當送上一條線(xiàn)路后接地現象會(huì )自行消失。
(8) 絕緣監測儀表的中性點(diǎn)斷線(xiàn)時(shí)電網(wǎng)發(fā)生單相接地。三相電壓正常，接地信號已發(fā)出。這是由于系統確已接地，但因電壓表的中性點(diǎn)斷線(xiàn)，故絕緣監測儀表無(wú)法正確的表示三相電壓情況。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號。
(9) 絕緣監測繼電器接點(diǎn)粘接，電網(wǎng)實(shí)際無(wú)接地。接地信號持續發(fā)出，三相電壓正常，而查找系統無(wú)接地，因為絕緣監測繼電器接點(diǎn)粘接，未真實(shí)反映電網(wǎng)有無(wú)單相接地。處理對策是檢查絕緣監測繼電器有無(wú)接點(diǎn)粘接，若出現接點(diǎn)粘接更換絕緣監測繼電器。
3 單相接地故障的處理步驟
(1) 發(fā)生單相接地故障后，值班人員應馬上復歸音響，作好記錄，迅速報告當值調度和有關(guān)負責人員，并按當值調度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現場(chǎng)值班員自己選擇。
(2) 先詳細檢查所內電氣設備有無(wú)明顯的故障跡象，如果不能找出故障點(diǎn)，再進(jìn)行線(xiàn)路接地的尋找。
(3) 分割電網(wǎng)，即把電網(wǎng)分割成電氣上不直接連接的幾個(gè)部分，以判斷單相接地區域。如將母線(xiàn)分段運行，并列運行的變壓器分列運行。分網(wǎng)時(shí)，應注意分網(wǎng)后各部分的功率平衡、保護配合、電能質(zhì)量和消弧線(xiàn)圈的補償等情況。
(4) 再拉開(kāi)母線(xiàn)無(wú)功補償電容器斷路器以及空載線(xiàn)路。對多電源線(xiàn)路，應采取轉移負荷，改變供電方式來(lái)尋找接地故障點(diǎn)。
(5) 采用保護跳閘、重合送出的方式進(jìn)行試拉尋找故障點(diǎn)，當拉開(kāi)某條線(xiàn)路斷路器接地現象消失，便可判斷它為故障線(xiàn)路，并馬上匯報當值調度員聽(tīng)候處理，同時(shí)對故障線(xiàn)路的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、穿墻套管等設備做進(jìn)一步檢查。
(6) 當逐路查找后仍未找到故障線(xiàn)路，而接地現象未消失，可考慮是兩條線(xiàn)路同相接地或所內母線(xiàn)設備接地情況，進(jìn)行針對性查找故障點(diǎn)。變電所值班員按規定順序逐條選切線(xiàn)路，應特別注意切每條線(xiàn)路時(shí)絕緣監視裝置三相對地電壓表指示的變化，若全選切一遍，三相對地電壓指示沒(méi)有變化，說(shuō)明不是線(xiàn)路有單相接地故障，是變電所內設備接地。若全選切一遍三相對地電壓指示有變化時(shí)，應考慮有兩條配電線(xiàn)路同相發(fā)生單相接地(含斷線(xiàn))故障。
(7) 兩條線(xiàn)異名相接地。這種故障多數發(fā)生在雷雨、大風(fēng)、高寒和降雪的天氣，主要現象是同一母線(xiàn)供電的兩條線(xiàn)同時(shí)跳閘或只有一條線(xiàn)跳閘，跳閘時(shí)電網(wǎng)有單相接地現象。若兩條線(xiàn)都跳閘，電網(wǎng)接地現象消除，或兩條線(xiàn)只有一條跳閘，電網(wǎng)仍有接地現象，但單送其中一條時(shí)電網(wǎng)單相接地相別發(fā)生改變，這是判斷的必要依據。
4 處理單相接地故障的要求
(1) 尋找和處理單相接地故障時(shí)，應作好安全措施，保證人身安全。當設備發(fā)生接地時(shí)，室內不得接近故障點(diǎn)4m以?xún)?，室外不得接近故障點(diǎn)8m以?xún)?，進(jìn)入上述范圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用工具。
(2) 為了減少停電的范圍和負面影響，在尋找單相接地故障時(shí)，應先操作雙回路或有其它電源的線(xiàn)路，再試拉線(xiàn)路長(cháng)、分支多、歷次故障多和負荷輕以及用電性質(zhì)次要的線(xiàn)路，然后試拉線(xiàn)路短、負荷重、分支少、用點(diǎn)性質(zhì)重要的線(xiàn)路。雙電源用戶(hù)可先倒換電源再試拉。線(xiàn)路應先行通知或轉移負荷后再試拉。若有關(guān)人員匯報某條線(xiàn)路上有故障跡象時(shí)，可先試拉這條線(xiàn)路。
(3) 若電壓互感器高壓側熔斷件熔斷，不得用普通熔斷件代替。必須用額定電流為0.5A裝填有石英砂的瓷管熔斷器，這種熔斷器有良好的滅弧性能和較大的斷流容量，具有限制短路電流的作用。
(4) 處理接地故障時(shí)，禁止停用消弧線(xiàn)圈。若消弧線(xiàn)圈溫升超過(guò)規定時(shí)，可在接地相上先作人工接地，消除接地點(diǎn)后，再停用消弧線(xiàn)圈。如圖3所示。
5 結束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)以上分析可看出，當小電流接地電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，運行人員通過(guò)絕緣監視裝置的報警及儀表指示，就能分析判斷出故障的性質(zhì)從而及時(shí)排除故障，確保電網(wǎng)正常安全地運行。