小電流接地系統發生單相接地故障告警的探討

摘要：論述了小電流接地系統中發生單相接地故障告警的幾種常見原因和現象及故障判斷錯誤的危害，闡述了接地故障告警的分析判斷和相應的處理方法。

關鍵詞：單相接地告警；危害；分析判斷

作者簡介：魏愛玉（1958-），女，福建長樂人，福建省電力有限公司培訓中心，高級講師。（福建 福州 350009）

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）24-0125-02小電流接地系統發生單相接地告警是最常見的故障之一，多發生在潮濕、多雨天氣。單相接地可能產生過電壓，燒毀設備，甚至引起相間短路而擴大事故。小電流接地系統發生單相接地故障告警，雖然系統發生單相接地故障的居多，但發生“假接地”故障的幾率也不小。對于沒有裝設微機選線裝置的小電流接地系統，配電運行人員如何透過重重的迷霧，抓住事件的本質，快速準確地判斷出故障的原因和排除故障點，就顯得相當重要。

一、故障判斷錯誤的危害

單相接地告警是小電流接地系統的一種異常狀態。如果分辨不清、判斷不準、處理不當或不及時，將會造成不應有的損失，甚至會造成事故擴大。例如：10kV線路斷線后落到田間或道路上，如果不及時處理就可能造成行人或牲口觸電傷亡等事故。又如：電源進線斷線如果判斷不準，不及時處理，接在該母線上的輸變電設備缺相運行，會危及輸變電設備的安全；接在該母線上的電動機缺相運行，如果用戶沒有及時發現，讓其繼續運行，電動機很快就會被燒毀。

二、接地故障告警的分析判斷

目前小電流接地系統中廣泛采用反映零序電壓的絕緣監察裝置。由于發生單相“接地”告警，如果配電運行人員誤將其他類型的故障也當成單相接地故障處理，就可能造成不良的后果。在系統運行過程中發生單相接地告警，常見的故障主要有5種。配電運行人員關鍵是掌握它們之間的區別，主要在于查看絕緣監察裝置的電壓表三相指示，再根據其他的現象進行綜合分析判斷。

1.母線電壓互感器高壓側一相（或兩相）斷線

母線電壓互感器高壓側一相（或兩相）斷線斷線，絕緣監察電壓表三相指示：故障相對地電壓降低接近于零但不為零，非故障相相對地電壓指示正常；與故障相有關的線電壓指示降低到相電壓值，與故障相無關的線電壓指示正常。同時發生“XX段母線接地”、“XX母線電壓互感器回路斷線”等光字牌亮的告警信號。

2.系統發生鐵磁諧振

系統發生鐵磁諧振時，絕緣監察電壓表三相指示：一相或兩相對地的電壓升高超過線電壓。表計有節奏地擺動，母線電壓互感器內發出有節奏的鳴叫聲。發生鐵磁諧振時，過電流往往導致母線電壓互感器一次側熔斷器多相熔斷，也會發生“XX段母線接地”光字牌亮的告警信號。

3.直流系統兩點接地或信號繼電器出口觸點粘連

直流系統兩點接地或信號繼電器出口觸點粘連時，絕緣監察電壓表三相指示：正常。發生直流系統兩點接地或信號繼電器出口觸點粘連時，可能也會發生“XX段母線接地”光字牌亮的告警信號。但這時系統并沒有真正發生接地故障，因此各相對地電壓指示正常，線電壓也指示正常。

4.電源進線一相（或兩相）斷線

電源進線發生一相（或兩相）斷線，絕緣監察裝置指示：斷線相電壓接近于零但不為零，未斷線相電壓正常。與故障相有關的線電壓指示降低至相電壓值，與故障相無關的線電壓指示正常。同時“XX段母線接地”、“XX母線電壓互感器回路斷線”的光字牌亮，告警。現象與母線電壓互感器高壓側斷線故障非常相似，這時要結合電流表變化加以區別：電源進線發生一相（或兩相）斷線，斷線相的電流表指示為零；而母線電壓互感器高壓側斷線，電流指示正常。當然還可以從綜合自動化監控系統中查詢到斷線相的電流采樣值為零。

電源進線斷線的原因主要有過載引起線路刀閘接頭、電纜引線、線路接頭等發熱燒斷；或者由于電源進線斷路器操作聯動機構問題導致缺相等。

5.系統發生單相接地故障

系統發生單相接地故障時，絕緣監察電壓表三相指示：故障相對地電壓降低或等于零，非故障相對地電壓升高或等于線電壓；線電壓指示正常。同時發生“XX段母線接地”光字牌亮的告警信號。如果裝有消弧線圈的配電系統，還會發生消弧線圈電壓表、電流表指示增大，告警燈亮。

母線電壓互感器高壓側一相（或兩相）斷線、系統發生鐵磁諧振、電源進線發生一相（或兩相）斷線、系統發生單相接地故障均是由于三相對地電壓不平衡，從而產生零序電壓，當母線電壓互感器開口三角形電壓大于信號繼電器的動作值時，絕緣監察裝置將發出單相接地故障告警信號。

在系統運行過程中發生單相接地告警，常見的故障主要有上述五種。而在投運過程中發生單相接地告警，則可能是母線電壓互感器接線錯誤，或可能是消弧線圈檔位選擇不適當，引起三相電壓不平衡，絕緣監察裝置發出接地告警信號。這兩種情況容易判別，易于排除，這里就不再贅述了。

三、接地故障告警的處理

1.母線電壓互感器高壓側一相（或兩相）斷線的處理

記錄時間、結合電壓表確認信號并判斷電壓互感器哪一相斷線，退出可能會誤動的保護。對母線電壓互感器等相關的設備進行外觀的詳細檢查，檢查高壓熔斷器熔絲是否熔斷，若高壓熔斷器熔絲一相熔斷，可以更換一次，若再次熔斷應申請將母線電壓互感器隔離；若高壓熔斷器未熔斷，斷開電壓互感器低壓側的空開后，用萬用表測量電壓互感器低壓側引出線Uab、Ubc、Uca的電壓，如果測量的電壓異常則判斷為電壓互感器本身故障，應申請將電壓互感器隔離。

如果高壓熔斷器熔絲兩相熔斷，而且不是由于諧振引起的，不得更換熔斷器，直接申請將電壓互感器隔離。如果高壓熔斷器兩相熔絲熔斷是由于諧振引起的，人為破壞諧振條件后，可以更換熔斷器。

電壓互感器隔離后，先將一次側母線并列后，再將母線電壓互感器二次側并列。然后投入剛才退出可能誤動的保護，并將運行方式調整至合理的狀態。

隔離母線電壓互感器時應注意：如果故障相的高壓熔斷器熔絲已經熔斷，可以用隔離開關直接隔離電壓互感器。如果故障相的高壓熔斷器未熔斷，內部故障嚴重仍然在發展，則該母線必須停電后，才能用隔離開關隔離電壓互感器。隔離電壓互感器的操作順序是：先斷開電壓互感器二次側的空開，再斷開電壓互感器一次側隔離開關。

2.系統諧振的處理

（1）對母線充電時產生諧振過電壓，可立即送上一條線路，破壞諧振的條件，消除諧振。

（2）如果在系統運行中突然發生諧振，可以試斷開一條線路，改變參數，消除諧振。

為了消除這種諧振過電壓，在小電流接地系統中，可采取下列措施：選用勵磁特性較好的電磁式電壓互感器或只使用電容式電壓互感器；在電磁式電壓互感器的開口三角形中，加裝消諧器。

3.直流系統兩點接地或信號繼電器出口觸點粘連的處理

直流系統發生一點接地故障時，可以采用拉路法及時查找故障點，盡快排除接地故障。防止發生兩點接地而誤發接地信號，影響運行人員正確分析判斷設備運行狀態，給事故分析帶來困難。直流系統兩點接地還會引發繼電保護、斷路器誤動或拒動，造成嚴重的事故。因此關鍵是要防止直流系統發生兩點接地。

直流系統信號繼電器出口觸點粘連時，應更換信號繼電器。

4.電源進線一相（或兩相）斷線的處理

若是運行中的電源進線發生一相（或兩相）斷線，申請轉移負荷后，將故障點隔離檢修。

5.系統單相接地處理

記錄信號發生時間，結合絕緣監察電壓表確認是哪相接地。若母線并列時，申請分網運行以確認是哪段母線接地。若站內一次設備檢察無明顯故障點，由于絕緣監察裝置沒有選擇性，就得靠運行人員申請轉負荷后，采用拉路法查找失地的線路。拉路的順序是備用回路，空載線路，歷史記錄經常發生接地的線路，分支多、線路長、負荷小、次要的線路，較重要的負荷。拉路法查到失地線路后，仍可恢復送電，繼續運行兩個小時。

當拉路法無效時，將出線逐條斷開，當斷開某一線路時失地消失，該線路就是失地的線路之一。然后除了該線路外逐條試送剛才斷開的線路，當試送到某一線路時又發生接地告警信號，這條線路也是失地的線路，將其斷開，繼續試送直至找出所有失地線路。若將出線全部斷開失地信號仍然存在，判斷為母線范圍故障，則申請轉移負荷后將母線隔離。

單相接地故障處理的注意事項：

（1）在系統發生接地故障時，不得拉合消弧線圈的隔離刀閘，禁止帶電用隔離刀閘切除接地故障點。

（2）尋找接地點的操作和巡視應兩人執行，穿絕緣鞋、戴絕緣手套，不得觸及接地金屬物。

（3）發現明顯接地點時，不可接近，室內不得近于4米，室外不得近于8米。

（4）尋找接地點的每一項操作后，必須注意觀察絕緣監察信號及表計的變化。

（5）在采用分網查找接地點時，應考慮保持功率的平衡、保護及自動裝置的相互配合以及消弧線圈適當補償的問題。

（6）加強對母線電壓互感器及消弧線圈的監視。

四、結束語

由上面的分析可知，小電流接地系統發生單相接地告警的原因是多種多樣的，配電運行人員關鍵在于根據信號、絕緣監察電壓表三相指示、天氣等情況，綜合分析出告警的原因，并采取相應的處理方法，以確保變電系統的安全可靠運行。

參考文獻：

[1]盧文鵬.發電廠變電站電氣設備[M].北京:中國電力出版社，2002.

（責任編輯：劉輝）