淺談電纜接地故障排除，零序電流保護

吳河峰

【摘要】用電安全是值得關注的關乎人身財產安全的事情。本文首先講述了系統接地的特點，然后講述了故障現象分析與判斷，緊接著講述了接地故障的處理步驟，最后講述了保護接零。

【關鍵詞】電能計量;電流互感器;零序電流

一、前言

電氣設備的絕緣防護可以防止因設備漏電造成的觸電事故。為了減少事故的發生，電纜需要保護接地和保護接零。我們也需要知道電纜接地故障的排除，了解保護接零。

二、系統接地的特點

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，消弧線圈接地和不接地）。我國3～66kV電力系統大多數采用中性點不接地或經消弧線圈接地的運行方式，即為小電流接地系統。

三、故障現象分析與判斷

1、警鈴響

“xx千伏母線接地”光字牌亮，個性點經消弧線圈接地的系統，常常還有“消弧線圈動作”的光字牌亮。

2、絕緣監察電壓表三相指示值不同

接地相電壓降低或等于零，其它兩相電壓升高為線電壓，此時為穩定性接地。如果絕緣監察電壓表指針不停地來回擺動，出現這種現象即為間歇性接地。

3、當發生弧光接地產生過電壓時

非故障相電壓很高，表針打到頭，常伴有電壓互感器高壓一次側熔體熔斷，甚至嚴重燒壞電壓互感器。

4、完全接地

如果發生A相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓，此時電壓互感器開口三角處出現100V電壓，電壓繼電器動作，發出接地信號。

5、不完全接地

當發生一相（如A相）不完全接地時，即通過高電阻或電弧接地，中性點電位偏移，這時故障相的電壓降低，但不為零。非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動作，發出接地信號。

6、電弧接地

如果發生A相完全接地，則故障相的電壓降低，但不為零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時電壓互感器開口三角處出現100V電壓，電壓繼電器動作，發出接地信號。

7、母線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”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的保護，更換二次熔8、電壓互感器高壓側出現一相（A相）斷線或一次熔斷件熔斷

此時故障相電壓降低，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互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯回路，出現比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓。互感器開口三角處會出現35V左右電壓值，并啟動繼電器，發出接地信號。對策是處理電壓互感器高壓側斷線故障或更換一次熔斷件。

四、單相接地故障的處理步驟

發生單相接地故障后，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值班員自己選擇。先詳細檢查所內電氣設備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點，再進行線路接地的尋找。分割電網，即把電網分割成電氣上不直接連接的幾個部分，以判斷單相接地區域。如將母線分段運行，并列運行的變壓器分列運行。分網時，應注意分網后各部分的功率平衡、保護配合、電能質量和消弧線圈的補償等情況。再拉開母線無功補償電容器斷路器以及空載線路。對多電源線路，應采取轉移負荷，改變供電方式來尋找接地故障點。采用保護跳閘、重合送出的方式進行試拉尋找故障點，當拉開某條線路斷路器接地現象消失，便可判斷它為故障線路，并馬上匯報當值調度員聽候處理，同時對故障線路的斷路器、隔離開關、穿墻套管等設備做進一步檢查。⑥當逐路查找后仍未找到故障線路，而接地現象未消失，可考慮是兩條線路同相接地或所內母線設備接地情況，進行針對性查找故障點。變電所值班員按規定順序逐條選切線路，應特別注意切每條線路時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有變化，說明不是線路有單相接地故障，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，應考慮有兩條配電線路同相發生單相接地（含斷線）故障。兩條線異名相接地。這種故障多數發生在雷雨、大風、高寒和降雪的天氣，主要現象是同一母線供電的兩條線同時跳閘或只有一條線跳閘，跳閘時電網有單相接地現象。若兩條線都跳閘，電網接地現象消除，或兩條線只有一條跳閘，電網仍有接地現象，但單送其中一條時電網單相接地相別發生改變，這是判斷的必要依據。

五、保護接零

保護接零是指把電氣設備的外漏可導電的金屬外殼部分與零線N連接起來。如遍布城鄉的低壓配電網多采用中性點直接接地的380/220V三相四線制系統，這種電網目前廣泛采用保護接零作為防止間接觸電的保護技術措施。

1、保護接零的作用及局限性

采用保護接零的三相異步電動機正常工作時，零線不帶電壓，由于電動機外殼是與電源零線連接的，人體觸摸設備外殼等于觸摸零線，并無觸電危險。

當電動機發生“碰殼”故障時，其金屬外殼將相線和零線直接接通，單相接地故障遂成為單相短路，因為零線阻抗很小（如截面為6mm2的絕緣鋁導線，每百米阻抗不大于0.6Ω），短路電流可以達到電動機額定電流的幾倍甚至幾十倍。在大多數情況下，短路電流的數值足以使安裝在線路上的熔斷器或其他過流保護裝置動作，從而切斷電源。需要提醒的是，從設備“碰殼”短路的發生，到過流保護裝置動作切斷電源的時間間隔內，觸及設備外殼的人體是要承受電壓的，此電壓近似等于短路電流在零線上的壓降，當忽略線路感抗，并考慮人體電阻遠大于接地電阻時，經過計算，人體電壓為147V。顯然，147V電壓對人體仍有危險。

所以，保護接零的有效性在于線路的短路保護裝置能否在“碰殼”短路故障發生后靈敏地動作從而迅速切斷電源。

2、采用保護接零的注意事項

在由同一臺變壓器供電的系統中，不宜將一部分設備保護接地，而另一部分設備保護接零。即在同一系統中，不宜保護接地和保護接零混用。

保護接零的系統，其工作接地裝置必須可靠，接地電阻值必須符合要求。

首先一旦電網發生單相接地故障，保護裝置不會動作，零線及所有保護接零設備外殼都將帶上危險電壓。

其次電網非故障相的對地電壓將升高，最大可升至線電壓值，這將使得觸電危險大大增加。

另外將使高壓竄入低壓時失去保護。

保護接零必須有靈敏可靠的保護裝置配合。

由于保護接零的工作原理是借助保護線PE將“碰殼”的故障電流擴大為短路電流，從而使線路的短路保護裝置迅速動作而切斷電源。因此，接零保護的有效性在于能否迅速使熔斷器熔斷或使自動開關跳閘，從而使觸電者盡快脫離電源。

六、結束語

平時對于用電的安全提高安全意思，掌握一定的故障排除能力，對于我們來說是必須的。了解并能夠解決故障更是安全的保障。

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