单相弧光接地故障分析和防范
渤海石油职业学院阎相环
简介：单相弧光接地的分析和防范
关键字：单相弧光接地
随着10KV电力系统的逐渐增容和发展，10KV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。
对于一个中性点不接地的10KV电力网络来说，其单相接地电容电流已经达到了相当的程度，处在极易产生单相间歇性弧光接地的10-30A单相接地电流区间，这对于在过电压保护比较脆弱的电网，过电压发生的机率和造成的破坏也就不言而喻。因此对于如何正确认识电网的过电压现状，对过电压采取何种有效的防范措施，以确保电网电力系统的安全、可靠和稳定运行就显得尤为重要和急迫。
1.故障的分析
热电厂是电网的骨干网络之一。自从几个热电厂投产运行以来，电力系统的主接线就发生了极大的变化，同时在此期间各单位根据自身的生产需要，新增了相当数量的以电力电缆连接的电气设备，为此系统参数变化更大。近几年，发生过众多的电气事故，综合统计分析，在这些电气事故中有诸多故障均是由于单相接地（主要表现为单相弧光接地）产生过电压所致。在此笔者根据热电厂的电气事故情况，选取热电厂几起典型的事故在此分析，以引起我们高度关注和重视。
1.1 故障现象
1.1.1 4月17日09：15分，热电厂发出10KV母线A相接地信号，紧接着（大约几秒种）热电厂10KV母线125#电容、避雷器（Y3W-10/31.5）柜发生爆炸，相关线路速断或过流保护跳闸。经检查发现，125#柜避雷器三相有强烈弧光短路灼烧痕迹，避雷器瓷套内壁和ZnO阀片同侧有明显闪络痕迹。同时与爆炸点相连接的电气部分和10KV系统其它部分未发现明显绝缘破坏，即短路后故障点的绝缘恢复良好。
1.1.2 4月24日12：06分和12：08分，热电厂接地监视装置连续两次发出瞬时接地现象（持续时间大约在2～3second），后经检查1#发电机出口避雷器动作监测装置JS-8型计数器（其他地方无避雷器动作监测装置），其动作次数为4次。计数器表壳内发现有一定程度的残余物，既计数器有一定程度的损坏。
1.1.3 3月20日15：30分，热电厂10KV母线绝缘监测装置发出“10K V系统接地”信号，同时发电机零序电流保护发出报警信号，紧接着1#发电机差动保护跳闸，后经检查，2#发电机定子绕组A相绝缘被击穿后造成A相绕组对定子铁芯接地，定子接地点硅钢片被局部熔化。
1.1.4 4月09日16：50分，热电厂10KV母线绝缘监测装置发出“10K V系统接地”信号，同时发电机零序电流保护发出报警信号，紧接着2#发电机差动保护跳闸，后经检查，2#发电机定子绕组C相对定子铁芯接地。
1.2故障分析
1.2.2 故障共性
通过对上述几起事故的分析，可以发现它们都具有以下明显共性：
A 都是由单相接地引起。
B 发生事故前无雷电活动，设备运行状态良好。
C 单相接地的同时有明显过电压现象，接地点有电弧持续燃烧现象，接地电流较大。
D 发电机单相接地电流较大。
由此，可以分析得出造成这几起事故的原因是单相弧光接地引起过电压，其电压幅值大大超过了绝缘材料或空气绝缘间隙所能耐受的电压幅值，并在绝缘薄弱环节击穿或使过电压保护装置（避雷器）动作。
1.2.3 单相弧光接地过电压的形成机理
10KV系统相当复杂，网络接线繁多，其中大部分是由电力电缆连接的，由此构成了一个庞大而又复杂的电力网络。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
对10KV系统，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。从几次故障（如1.
1.1事故和1.1.2故障）来看，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。对于1.1.1事故来说，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。从
2.1.3事故来看，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5 A。
2. 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。而中性点的接地方式，直接影响到单相弧光接地的产生和限制力度。根据我国的传统设计经验，在10KV电力系统普遍采用中性点不接地方式，这是因为在早期的10KV电力网中，电力网络简单，电力电缆采用量不大，系统的单相接地电容电流并不大。而随着各电力系统的飞速发展和增容，原电力系统主接线发生了很大的变化，电力电缆的采用量急剧增加。从诸多10KV 系统的运行现状和经验来看，其过电压发生的机率越来越高，由于过电压造成的事故在整个电气事故中所占的比例也越来越大。根据《电力设备过电压保护设计技术规程》和电力部、国家的有关标准和要求，对于3～10KV电力系统，当单相接地电流小于30A时，如要求发电机能带单相接地故障运行，则当与发电机有电气连接的3～10KV电网的接地电流小于5A时，其中性点可采用不接地运行方式。
2.1 单相接地电流的估算
在中性点不接地系统中，当系统发生单相接地时，单相接地电流IC等于正常时相对地电容电流ICi的3倍，即IC=3∑ICi。而正常时的相对地电容电流主要由架空线、电力电缆和主要电气设备（如发电机）组成。为说明问题，本文在此仅采用估算法对江南片区现阶段电力网络单相接地时的电容电流进行简要计算。
2.1.1 单相接地时架空线的电容电流IC1：
IC1=（2.7-3.3）λUNL×10-3（A）
式中UN—系统额定电压（KV）
L—线路长度（Km）
λ—设备影响修正系数。
根据片区的架空线均是无避雷线的架空线的情况，取UN=10KV、L=20Km、系数K=3.0、λ=1.16，因此：
IC1=3.0λUNL×10-3
=1.16×3.0×10×20×10-3=0.70（A）
2.1.2 单相接地时电力电缆电容电流IC2：
片区采用的电力电缆形式多样，截面面积从50～120mm2均有不同程度的采用。在此按平均截面积为70mm2估算。
IC2=（A）式中S—电缆截面（mm2）L—电缆长度（Km）UN—系统额定电压（K V）根据片区的电力电缆使用情况取L=20Km、S=70mm2、UN=10KV，因此：
IC2= 17.7（A）
2.1.3 单相接地时发电机电容电流IC3：
热电厂两台发电机的电容电流按下式进行估算：
IC3=2.5KSωUN×10-3
式中K—绝缘材料系数
S—发电机视在功率（MVA）
ω—角频率（rad/s）
UN—发电机额定电压（KV）
对于热电厂B级绝缘的两台QF-6-2型汽轮发电机，取K=0.0187、S=7.5MVA、UN =10.5KV，因此：
IC3=2×2.5KSωUN×10-3
=2×2.5×0.0187×7.5×2×3.14×50×10.5×10-3 =0.3（A）
2.1.4单相接地的接地电流IC：
由上述计算结果可知发生单相接地时的接地电容电流为：
IC=IC1+IC2+IC3=0.70+17.7+0.3=18.7（A）
通过上述的保守估算，单相接地电流虽然没有超过30A，但是现有18.7A的单相接地电流正好处在极其容易发生单相弧光接地电流10-30A区间。特别对于热电厂不能带接地运行的发电机来说，现有系统的接地电流与国标规定的5A相差甚远，这正是上述2.1.3事故中造成发电机定子铁芯损坏的重要原因。为此在发生单相接地时，在接地点极其容易形成不稳定的间隙性弧光接地，从而产生过电压，危及供电安全。同时强烈的电弧将引起两相或三相短路，造成电气设备严重破坏，危及安全生产。上述事故的发生已经确凿证明了上述分析的正确性和这种现象的存在性！为此如何采取防范措施就显得尤为重要。
3. 防范措施
针对电力系统发生单相接地后的现状，要解决过电压以及发电机的单相接地电流的问题，应从以下几方面着手，以提高片区电力系统在出现单相接地时的稳定性和安全性。
3.1 改变10KV系统中性点的接地方式
片区电力系统中性点目前采用的是不接地运行方式，这种方式对其本身来说虽然有它的诸多优越性，根据《电气事故处理规程》的规定，在出现单相金属性接地时，可以运行1～2h，在出现单相弧光接地时可以运行15min，这对于电力
用户来说其可靠性相对较好。但是实际上一旦产生弧光接地，过电压以及大的接地电流对电气设备的损坏是迅速的，根本就没有15min的时间留给值班人员进行分析、判断和处理。实践证明片区电力系统中性点不接地的优越性与其由此造成的损失和它带来的不利因素的影响相比，这种优越性已经很难体现。结合上述的分析，中性点是否继续维持不接地方式，值得探讨。笔者认为要从根本上这类问题，中性点采用消弧线圈接地，应该不失为行之有效的措施之一。
消弧线圈是一个铁芯可调节的电感线圈，将它装设于热电厂发电机或即将新建的35KV变电站变压器的中性点，这样片区10KV系统一旦发生单相接地（不仅是弧光接地）时，可形成一个与接地电流大小近似相等、方向相反的电感电流与容性接地电流相补偿，从而达到限制接地电流，避免在接地点形成弧光。同时即使是运行方式发生变化，使消弧线圈的补偿度或脱谐度发生变化（无论如何变化，只要在设计上考虑充分，均不可能由过补偿转变为全补或欠补），而产生弧光接地，燃弧后电容的充放电电流要经过消弧线圈流回，而不会在故障点形成多次弧光重燃，这样就有效地避免了接地点的间歇性燃弧，达到限制弧光过电压的目的。同时在经过精确测试现有系统的单相接地电流的基础上，合理地设计和选择好消弧线圈，可以将接地电流限制在5A以下，以确保热电厂发电机的运行安全。
对于10KV系统中性点的接地方式有诸多方式，如高阻或低阻接地等。但采用消弧线圈接地仍是最行之有效的方式。因为采用消弧线圈接地系统仍属于小电流接地系统，改造后不会对现有电气运行方式造成影响，不会涉及到继电保护方式的调整。要采用消弧线圈接地，必须对现有系统的单相接地电流进行实测，以准确地选择消弧线圈，因为理论计算出来的单相接地电流与实际接地电流会有很大偏差。
3.2 合理选择过电压保护装置和加装消弧柜
片区10KV系统面临的过电压不仅仅是单相弧光接地过电压，对于雷电过电压、操作过电压、谐振过电压等等仍然是存在的。因此合理的选择和设置过电压保护装置，对于现有的片区电力网来说显得异常重要。
采用避雷器作为过电压吸收装置，仍是目前电力系统的潮流和主要措施。氧化锌避雷器（MOA）以其优越的保护特性，是10KV电网中避雷器的首选。目前大多热电厂都加装消弧柜，将单相弧光接地变为直接接地。
3.3 加强绝缘薄弱环节的绝缘
热电厂一次设备的绝缘相对较为薄弱，主要是因为粉尘污染造成部分绝缘子污闪以及高湿度的环境空气降低了有效绝缘水平。针对这种具体情况，热电厂在高压设备的工作场所采取了各种孔洞的封堵措施，最大程度的限制水汽、粉尘的进入，同时对容易赃污的裸露母线加装了热缩绝缘材料，避免相间空气气隙被过电压击穿。对于容易造成污闪的电气设备（如电抗器支持瓷瓶），进行定期清扫除尘。通过这些措施，有效地提高了绝缘薄弱环节的绝缘水平。
3.4 加强运行维护管理
加强电气设备的管理，是保障其安全正常工作的重要环节。在坚持既有的管理平台基础上，对于随时可能遭受的过电压冲击的不利局面，从以下几方面加强管理，有助于降低过电压对电网设备造成的损坏程度。
3.5 加强补偿电容器的维护管理
片区电网10#站和70#站设置有功率因素补偿电容器，这对于单相弧光接地来说，无疑是加大了系统的相间电容，因此在发弧后的振荡过程中还会有一个电荷的重新分配过程，其结果是抬高了非故障相的起始电压，从而使得过电压幅值降低，限制了过电压倍数，这对于片区的过电压防治是有益无弊。但是在相当一段时间两站的电容器缺乏维护，大量熔断器熔断。后经过统一维护后，片区过电压得到一定程度的限制。
4. 结论
综上所述， 10KV电力网络发生单相接地时的接地电流危险区域，其接地电流足以造成发电机定子铁芯大局域面积的熔化。目前中性点不接地的运行方式已
不能满足安全、可靠运行的需要。同时发生单相弧光接地过电压所产生的过电压对片区电网的所带来的危害已日益加剧。因此改变片区10KV电力系统中性点的接地方式已十分必要。采用消弧线圈接地以及合理选择避雷器、加强运行维护管理对于保障片区电网的安全、稳定和可靠运行有相当积极的作用。
10kV系统单相接地故障分析及处理 随着社会经济的快速发展，其中10kV系统经常发生单相接地问题，影响电力系统正常运行。电力企业得到了很大进步，文章通过分析10kV系统发生单相接地故障原因及危害，总结出10kV系统单相接地故障时的处理方法及其注意事项。 标签：单相接地故障；危害；处理；注意事项 1 概述 电力系统在进行分类时常分大电流接地系统和小电流接地系统。采用小电流接地系统有一大优点就是系统某处发生单相接地时，虽会造成该接地相对地电压降低，其他两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可继续运行1～2小时。10KV系统无论是在供电系统还是配电系统中都应用的比较广泛，故10KV系统是否可靠安全运行直接影响到整个电力系统能否正常运行。然而10kV系统在恶劣天气条件下发生单相接地故障的机率却很大。10kV系统若在发生单相接地故障后未得到妥善处理让电网长时间运行的话，将会致使非故障相中的设备绝缘遭受损坏，使其寿命缩短，进一步发展为事故的可能得到提高，严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此，工作人员一定要熟知10kV系统发生接地故障的处理方法，一旦10kV系统发生单相接地故障必须及时准确地找到故障线路予以切除，以确保电力系统稳定安全运行。 2 10kV系统发生单相接地故障的原因及危害 导致10kV系统发生单相接地故障的原因有很多，大致可以分为以下五类主要原因： （1）设备绝缘出现问题，发生击穿接地。例如：配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、绝缘子击穿、线路上的分支熔断器绝缘击穿等。 （2）天气恶劣等自然灾害所致。例如：线路落雷、导线因风力过大，树木短接或建筑物距离过近等。 （3）输电线断线致使发生单相接地故障。例如：导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线等。 （4）飞禽等外力致使发生单相接地故障。例如：鸟害、飘浮物（如塑料布、树枝等。 （5）人为操作失误致使发生单相接地故障等。 10kV系统的馈线上发生单相接地故障的危害除了使非故障两相电压升高以
单相弧光接地过电压引起的重大事故分析 【摘要】随着经济的高速发展，电力系统越来越庞大，电网中的各种过电压发生机率越来越高，每一次的过电压都是对电气设备的安全运行造成直接的、严重的考验，而且每发生一次过电压就会对电气设备的绝缘造成一次冲击破坏，并且这种过电压破坏具有明显的累积效应，当累积一定程度时，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。仅供参考，不足之处，请提出宝贵意见。 【关键词】弧光接地；过电压 随着电力系统的随着经济的高速发展，电力系统越来越庞大，尤其是电网中电缆越来越多，电网中的各种过电压发生机率越来越高，而弧光接地过电压不属于常见的，没引起重视，每一次的过电压都是对电气设备的安全运行造成直接的、严重的考验，而且每发生一次过电压就会对电气设备的绝缘造成一次冲击破坏，并且这种过电压破坏具有明显的累积效应，当累积一定程度时，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。2011年11月，XX热电厂主控室事故信号报警，并网运行的#2、#3发电机组跳闸，厂内10KV高压系统母联开关跳闸。值班人员检查两个发电机组均为差动保护动作，厂内10KV高压系统母联开关为过流动作。 （1）配电室现场检查：1）一电缆出线柜内过电压保护器爆炸，产生较大冲力。2）一厂变压器三相高压熔断器全部熔断，过电压保护器烧毁。3）一高压风机重启时，接地报警。 （2）绝缘摇测检查：1）#2机组A：0B：0C：6GΩ。 2）#3机组A：0B：0C：2.5GΩ。3）高压电机：0（兆欧表检查）用2500V 摇表检查绝缘为200MΩ。 （3）发电机定子检查：#2、#3发电机定子绕组多处绝缘受损。 故障前运行方式：35KV架空线#2线运行，#2主变压器运行，35KV架空线#1线备用，35KV母联开关备用，10KV母线母联开关全部运行。故障时无设备操作，电网无重大波动。 故障分析：由于电厂为早期投产，没有录波设备及后台机检测，根据故障现象及厂家、专家分析，认为造成这次故障的根本原因是高压电机的弧光接地，产生过电压，致使过电压保护器爆炸弧光短路。 单相弧光接地过电压的形成机理。 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
配电网单相接地故障原因分析 发表时间：2018-08-17T13:40:38.403Z 来源：《河南电力》2018年4期作者：赵明露 [导读] 当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 （新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：配电网在电网中使用广泛，其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障，对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析，重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响，同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出，当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 关键词：配电网；单相接地故障；原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端，特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性，有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费，还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展，对供电质量的要求越来越高，小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题，及时发现接地故障线路，找到故障点，并采取相应的处理措施，减少甚至避免接地故障带来的不良影响，小电流接地方式将是一种理想的模式。因此，研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时，故障点的位置会出现弧光接地，在附近的线路中形成谐振过电压，与正常配电网运行时相比，过电压要高出几倍，超出线路的承载范围，直接烧毁线路，或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的，线路多次处于电压升高的状态，就会加速绝缘老化，配电网线路运行期间，有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流，容易在变电设备周围形成零序电压，不仅增加设备内的励磁电流，也会引起过电压的现象，导致设备面临着被烧毁的危害。例如：某室外配电网发生单项接地故障后，击穿变电设备的绝缘子，此时单项接地故障对变电设备的影响较大，导致该地区停电一天，引起了较大的经济损失，更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设，道路车流量大，部分驾驶员违章驾驶，造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快，伴随着三旧改造，大量的市政施工及基建项目不断涌现，基面开挖伤及地下敷设的电缆，施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障，造成大规模大范围停电，给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中，传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多，因此，需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中，首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号，并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中，该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别，在具备选线功能的前提下，还应该具备故障定位功能，这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析，主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中，主机在信号发出之后，利用TV二次端子接入到故障线路中，从而通过自身的接地点达到回流的目的，主机内部要安装好信号检测器，当配电网系统中出现了接地故障之后，主机中的信号检测器就会自动启动，并向着故障相中输入特殊的故障信号，此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障，变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动，这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断，同时，在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号，并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路，并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测，从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后，工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间，以便后面故障处理行动的开展。因此，如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题，本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点，编号各个测点，测量数据。当某条出线线路发生单相接地时，故障相线对地的电压将降低，若是金属性的完全接地甚至能降为0kV，非故障相线对地电压将升高，若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流，能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路，为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作，采用定期和不定期的巡视方式，及时排出线路中可能存在的隐患，尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离，做好绝缘子加固、更换工作，保证线路达到标准化程度，做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施，尤其是在容易受到污染的区域，要保证绝缘设备的绝缘能力，提高绝缘子的抗电压水平，这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后，在天气晴朗条件允许的情况下，供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。
单相弧光接地过电压的分析和防范 发表时间：2016-07-25T11:33:54.453Z 来源：《电力技术》2016年第4期作者：邱晓博[导读] 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. 西电宝鸡电气有限公司 721103 摘要：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。关键词：单相弧光接地、过电压、中心点、消弧线圈 1. 单相弧光接地过电压的形成机理 对于电网中性点不接地系统，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。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和产品质量欠佳，再加上弧光短路产生的高能热量加剧了避雷器的爆炸。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。 2 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。而中性点的接地方式，直接影响到单相弧光接地的产生和限制力度。根据我国的传统设计经验，在6KV-35KV电力系统普遍采用中性点不接地方式，这是因为在早期的电力网中，电力电缆采用量不大，系统的单相接地电容电流并不大。而随着各电力系统的飞速发展和增容，原电力系统主接线发生了很大的变化，电力电缆的采用量急剧增加。过电压造成的事故在整个电气事故中所占的比例也越来越大，供电系统亦属于这种情况。根据《电力设备过电压保护设计技术规程》和电力部、国家的有关标准和要求，对于3～35KV电力系统，当单相接地电流小于30A时，如要求发电机能带单相接地故障运行，则当与发电机有电气连接的3～35KV电网的接地电流小于5A时，其中性点可采用不接地运行方式。 3. 单相接地电流的分类 在中性点不接地系统中发生单相接地时，单相接地电流IC等于正常时相对地电容电流ICi的3倍，即IC=3∑ICi。单相接地电流主要有如下3种：①单相接地时架空线的电容电流IC1：②单相接地时电力电缆电容电流IC2：③单相接地时发电机电容电流IC3 4. 防范措施 针对电力系统发生单相接地后的现状，要解决过电压以及发电机的单相接地电流的问题，应从以下几方面着手，以提电力系统在出现单相接地时的稳定性和安全性。 4.1 改变系统中性点的接地方式 电力系统中性点目前采用的是不接地运行方式，这种方式有诸多优越性，根据《电气事故处理规程》的规定，在出现单相金属性接地时，可以运行1～2h，在出现单相弧光接地时可以运行15min，这对于电力用户来说其可靠性相对较好。但是实际上一旦产生弧光接地，过电压以及大的接地电流对电气设备的损坏是迅速的，根本就没有15min的时间留给值班人员进行分析、判断和处理。中性点采用消弧线圈接地，是有效的措施之一。 4.2 消弧线圈防治措施 消弧线圈是一个铁芯可调节的电感线圈，将它装设于热电厂发电机或即将新建的变电站变压器的中性点，这样系统一旦发生单相接地（不针对弧光接地高频分量）时，可形成一个与接地电流大小近似相等、方向相反的电感电流与容性接地电流相补偿，从而达到限制接地电流，避免在接地点形成弧光。 4.3 消弧、消谐及过电压保护装置 消弧消谐选线及过电压保护装置,主要应用于6～35kV中性点非有效接地电网，不仅能对该类电网中的各类过电压（弧光接地过电压、谐振过电压、操作过电压）加以限制，而且能够准确选出系统的接地线路,有效地提高了该类电网的运行安全性及供电可靠性。 4.4 二次消谐装置 采用微机二次消谐技术,当系统发生谐振时，微机消谐装置在PT的开口三角绕组瞬间接入大功率的消谐电阻,利用消谐电阻破坏系统的谐振参数,消耗谐振功率,从而消除系统的谐振综上所述，目前中性点不接地的运行方式已不能满足安全、可靠运行的需要。同时发生单相弧光接地过电压所产生的过电压对电网的所带来的危害已日益加剧。因此加强电力系统中性点不接地系统方式的保护已十分必要。采用避雷器，消弧、消谐及过电压保护装置等保护装置来加强电力系统的安全运行，加强运行维护管理对于保障电网的安全、稳定和可靠运行有相当积极的作用故障。参考文献[1]李佳斯王国维，浅析10KV配网小电阻接地过电压产生原因及其防治措施[J]中国水利水电技术应用。2011（8）；187-188 作者简介：邱晓博男34岁在西电宝鸡电气有限公司从事6-35KV高压开关柜二次设计工作多年，对二次电气设计、事故原因分析等有深刻见解。
变电站直流系统接地故障分析及对策 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
变电站直流系统接地故障分析及对策1．引言 直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，并提供事故照明电源。直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，则可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起熔断器熔断，或快分电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，不允许直流系统在一点接地情况下长时间运行，必须加强在线监测，迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障。 2．造成变电站直流系统接地的几种原因 （1）雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，严重者可能到零，从而形成接地。
（2）部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施，手车来回移动导致其中导线破损，从而使直流回路与开关金属部分相接触，从而导致接地。 （3）部分直流系统已运行多年，二次设备绝缘老化、破损，极易出现接地现象。 （4）因施工工艺不严格，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等，引起接地。 3．查找接地故障的基本原则和方法 （1）一般处理原则：根据现场运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的地点，按照先室外后室内，先合闸后控制，由总电源到分路电源，逐步缩小范围的原则，采取拉路寻找、处理的方法。应注意：切断各专用直流回路的时间不要过长（一般不超过3秒钟），不论回路接地与否均应合上。 （2）具体处理方法：首先，了解现场直流电源系统构成情况，通过直流系统绝缘监测装置或接地试验按钮初步判断是直流正极接地还是负极接地（以下假设绝缘监测可靠，并假设正接地）。然后，瞬时切除所有合闸电源开关，如接地信号消失，说明接地点在合闸回路，应对站内
高压线路单相接地故障分析 一、高压线路接地故障的确定 1、接到值班调度员关于高压线路接地通知时，要询问清楚是哪条线路哪相接地，各相接地电压数值是多少，变化情况如何（数值是不断变化还是比较稳定），以便于对接地情况进一步分析。 2、排除变电所（发电厂）绝缘监视装置本身故障。 如果是一相对地电压为零值，另两相对地电压正常，这可能是绝缘监视装置本身故障引起。如果是一相对地电压为零或很低，另两相电压升高，或一相对地电压升高，另两相对地电压降低，这都表明是高压线路接地或一相断相。 3、排除高压用户内部高压接地故障。 ⑴向高压用户说明接地线路名称，接地相名称，责成高压用户对高压设备进行详细巡察，以查明是否有接地故障。 ⑵电缆进户的高压用户可用钳型电流表测全电缆电流。如等于零值或接近零值，则此高压用户无接地可能，如测电缆三相电流之和接近高压系统接地电流，则说明接地故障点在该用户内部。 ⑶对负荷性质不甚重要又极为可疑用户，可要求其暂停电1分钟（核准时间），用验电器检验开关电源三相电压，就可以确定该用户内部是否有接地故障。 ⑷要将高压线路缺相与接地故障很好区别。 高压线路上的跌落式熔断器熔断一相或高压发生断线，被断开的线路又较长，绝缘监视装置中的三相对地电压表也会发生指示数值不平衡，且类似接地情况。 如果三相对地电压表指示数值虽然不平衡，但又无明显的接地特征时，应当设法与该线路末端用户联系，如果用户三相电压正常，说明没发生高压断相而是接地所引起。 二、高压线路接地状态分析 1、一相对地电压接近零值，另两相对地电压升高3倍，这是金属性直接接地。 ⑴如果在雷雨时发生，可能是绝缘子被击穿，避雷器因受潮绝缘被击穿，或导线被击断电源侧落在比较潮湿的地面上引起的。 ⑵如果在有风天发生此类接地，可能是金属物被刮到高压带电体上；也可能是仍在高压设备上的金属物被风刮成接地；也有可能是避雷器、变压器，跌落式熔断器引线被刮断形成稳定性接地。 ⑶如果是在良好的天气里发生，可能是外力破坏扔金属物或吊车等撞断一相高压线落在接地较良好的物件上，也有可能是高压电缆击穿接地。 2、一相对地电压降低，但不是零值，另两相对地电压升高，但没升高到3倍。这是属于非金 属性接地特征。有以下几种可能： ⑴如果在雷雨天发生，可能是一相导线被击断电源侧落在不太潮湿的地面上；如伴有大风，也有可能是比较潮湿的树枝搭在导线与横担之间形成接地。 ⑵配变变压器高压绕组烧断后碰到外壳上或内层严重烧损主绝缘击穿而接地。 3、一相对地电压升高，另两相对地电压降低，这是非金属性接地和高压断相特征。 ⑴高压断一相但电源侧没落地，负荷侧导线落在潮湿的地面上，没断线的两相通过负载与已接地导线相连，构成非金属性直接接地。没断相对地电压降低，断线相对地电压反而升高。 ⑵高压断线没落地或落在导电性能不好的物体上，或者装在线路上的高压熔断器熔断一相。假如被断开线路较长，造成三相对地电容电流不平衡，促使三相对地电压也不平衡，断线相对地电容电流变小，对地电压相对升高，其它两相相对较低。
单相弧光接地过电压的分析和防范 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：U max=1.5U m+（1.5U m–0.7U m）=2.3U m 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。而中性点的接地方式，直接影响到单相弧光接地的产生和限制力度。根据我国的传统设计经验，
10kV单相接地故障的分析 贺红星贵州省榕江县电力局调度所(557200) 榕江县电力局调度所在调度运行日志记录中出现10kV单相接地信号62次，每次均发信号，但所测10kV每相电压却各不相同，这是为什么呢 1 故障分析 目前各县级电力企业，都是以110kV变电所为电源点，以35kV输电线为骨架，以10kV配电线为网络，以小水电站为补充的一个网架结构。由于电压等级较低，输配电线路不长，对地电容较小，因此，属于小接地电流系统。当小接地电流系统发生单相接地时，由于没有直接构成回路，接地电容电流比负载电流小得多，而且系统线电压仍然保持对称，不影响对用户的供电。因此，规程规定允许带一个接地点继续运行不超过2h。但是由于非故障相对地电压的升高，对绝缘造成威胁。因此，对已发生接地的线路，应尽快发现并处理。这就要借助系统中设置的绝缘监察装置，来对故障作出准确的判断和处理。 对于绝缘监察装置，我们通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式是：ynynd。这种接线的优点是第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是一段母线共用的，它必竟不是人脑，不可能选择鉴别故障类型，由于实际情况要比书本上的理论复杂得多，恶劣天气、网络中高压熔丝熔断、电网中的高次谐波及电压互感器本身的误差等一系列问题，都可能使电压互感器二次侧开口三角形绕组感应出不平衡电压，使电压继电器、信号继电器动作，发出虚假接地信号。 2 故障现象类型 根据运行经验及现场处理人员反馈的情况分析，把62例接地故障现象分为以下几种类型：
管理制度编号：YTO-FS-PD504 10～35 kV系统弧光接地过电压的危 害及解决办法通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
10～35 kV系统弧光接地过电压的危害及解决办法通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 事故情况简介 近几年，随着城网的迅速发展，电缆线路的比例逐年增多，导致对地电容电流剧增。由于10～35kV系统单相接地引发的电网事故愈来愈多，由此带来的经济损失和社会影响也越来越大。 仅就北京供电局1998年7～10月的统计发现，由于10kV系统单相接地而引发的事故便达4起，有的造成全站停电，影响重要用户供电，有的造成主变压器损坏、开关柜烧毁和避雷器爆炸等，简要情况如下： (1)1998年7月6日，北京肖庄35kV4号母线34路B相发生单相接地，故障持续1h后，引发301开关内附CT主绝缘击穿，开关爆炸起火，1号主变差动跳闸。2号主变在自投过程中经受一次出口短路冲击，由于有载调压
小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样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，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统内的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性 ，在相电压作用下，点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C 每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向大地，每相对地电压就等于相电压。
图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = -U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC= U A’jwC0，I BC= U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相差600。 图2中性点不接地电力系统发生C相接地故障电路图与矢量图由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压U A’和U B’由原来的相电压升高到线电压，即值升高到原来的倍，相位由原来的相差1200变为相差600。此时，从接地点流回的电流I C应为A、B两相的对地电容电流之和，即I C = I AC + I BC。
解决方案编号：YTO-FS-PD701 110kV变电站弧光接地过电压故障分 析通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
编写人：xxxxx 审核人：xxxxx 110kV变电站弧光接地过电压故障 分析通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 介绍夹江供电局110kV黄土变电站一起由于弧光接地短路故障诱发10kV电压互感器发生的铁磁谐振过电压，描述了故障发生的现象以及现场开关保护装置的动作情况，对引起故障的原因进行了综合分析。 110kV黄土变电站位于四川省乐山市夹江县黄土镇，于1996年年底投入运行。主要担负着联接乐山范坝站、峨眉朱坎站、洪雅槽渔滩站110kV电网及夹江地区的供电任务，主变容量为2×3150kVA。 110kV系统为单母线分段带旁母;35kV、10kV系统为单母线分段的接线方式。110kV进出线有五回，35kV出线四回，10kV出线五回。 1故障发生过程与现象 经过现场勘察发现，事故造成110kV黄土变电站 10kV母线I、II段四元件中性点TV烧毁，电压互感器铁芯
小电流接地故障现象及原因分析 摘要：随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 关键词：小电流接地故障原因分析 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 2 故障现象判断与分析 2.1 绝缘监视装置自身故障的判断 2.1.1 TV熔断器一相熔断的现象与判断 (1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV一次侧A相熔断器熔断，则二次侧A相无感应电压，但因TV负载另两侧相电压与A相形成一串联回路，故A相对地有很小的电压，A相二次熔断器熔断时，也同样因TV有负载，A相有很小的电压，电压表可能有一点指示。 (2)三相五柱式TV接成Y0/Y0/Δ接线时，它们的磁路是互通的，高压侧A相熔断器熔断，二次侧A相仍能感应出一定的电压，但此时的A相电压比单相TV接线时要高一些，二次侧断开一相时，情况与单相TV接线时相同。 2.1.2 TV熔断器两相熔断的现象与判断 (1)高压熔断器两相熔断时，熔断的两相相电压很小或接近于零，未熔断一相的相电压接近于正常相电压。熔断器熔断的两相相间电压为零(即线电压为零)，其它线电压降低，但不为零。 (2)低压熔断器熔断两相时，熔断的两相相电压降低很多，但不为零，未断的一相电压正常，熔断器熔断的两相间电压为零，其它线电压降低，但不为零。 2.1.3 TV一次侧中性线断线的现象与判断
弧光接地过电压引起设备烧毁事故原因分析 王接旭，侯建军，丁晓峰 （新密市电业局，河南郑州 452370） 摘要：这是一起由于10kV出线A相发生非金属接地短路产生弧光接地过电压的事故，造成10kV母联开关爆炸、10kV I母、II母C相电压互感器以及两条备用出线板上刀闸相继烧毁事故，此时两台运行变压器低压侧开关分别跳闸，减少了事故范围的扩大。 关键词：弧光接地过电压开关跳闸分析 Analysis on the cause of the accident of the burning equipment caused by arc grounding Over-voltage WANGjiexu HOUJianjun DINGXiaofeng (Xinmi Electric Power Bureau,zhengzhou 452370,Henan) Abstract：This accident was due to the occurrence of arc gorunding over-voltage coused by the non-metallic gound short circuit failure of 10kV outgoing line of A-phase, resulted in the explosion 10kV bus coupler switch and 10kV I bus, II bus C-phase voltage transformer and two standby switch on the board have been burned win accident,meantime two low-voltage side of transformer operation switch successive tripped, to reduce the expansion of the scope of the accident. Keywords: arc gorunding, over voltage, switch tripping, Analysis. 引言 目前我国10kV线路电力网络采用中性点不接地的方式运行，当10kV出线发生单相接地时，接地电流只是网络电容电流，比较小，保护装置不动作于跳闸，只给出信号，电网可持续运行2小时，故提高了供电可靠性。其缺点是经济性差，因10kV中性点不接地网络单相接地时，使不接地相对地电压变成了线电压，易出现弧光引起的谐振过电压，造成对电力设施的严重损坏。 一事故经过 1.1事故前运行方式 110kV某变电站一次主接线如（图一）所示，110kV东母带1#主变运行，110kV西母带2#主变运行，110kV母联处于解备位置。1#、2#（2×40MW）分别带10kV I段、10kV II段运行，10kV母联开关处于热备用状态，10kV备用出线均在解备位置。 图一 110kV变电站接线图 1.2 事故动作报告 2009年6月11日21时43分，110kV变电站后台机报“10kVⅡ母PT接地”时，正当值班人员准
直流系统接地故障问题分析及排查方法 在变电站直流系统为控制、信号、继电保护、自动装置、事故照明及操作等提供可靠的直流电源，其正常与否对变电站的安全运行至关重要。但实际运行中，由于气候环境影响、设备的维护不够恰当、直流回路中混入了交流电、寄生回路存在等原因都可能会引起直流系统接地。直流系统容易发生单点接地。虽然单点接地不引起危害，但若演变成两点接地将造成保护误动或拒动、信息指示不正确、熔断器熔断等严重事件。无论何种原因，直流接地事故都会影响其他电力设备的正常运行，严重者，会导致整个电网系统的瘫痪，造成无法挽回的重大损失保护好直流系统的正常运行是变电站工作的重中之重，因此，对直流系统接地故障必须采取早发现、早消除、勤防策略 一、直流系统接地的危害 直流系统一般用于变电所控制母线、合闸母线、UPS不间断电源，也用作其他电源和逻辑控制回路。直流系统是一个绝缘系统，绝缘电阻达数十兆欧，在其正常工作时，直流系统正、负极对地绝缘电阻相等，对地电压也是相对平衡的。当发生一点接地时，其正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，控制回路和供电可靠性会大大降低，但一般不会引发电气控制系统的次生故障。可是，当直流系统有两点或多点接地时，极易引起逻辑控制回路误动作、直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，在复杂
保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。规程严格规定：直流系统多点同极接地，应停止直流系统一切工作，也是基于其故障性质的不确定因素。 1、直流系统正极接地的危害 当发生直流正极接地时，可能会引起保护及自动装置误动。因为一般断路器的跳合闸线圈以及继电器线圈是与负极电源接通的，如果在这些回路上再发生另一点直流接地，就可能引起误动作。 如上图所示，A、B两点发生直流接地时，相当于将外部合闸条件全部短接，从而使合闸线圈得电误动作合闸。A、C两点接地时，则外
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 配电网接地故障原因分析及处 理对策(标准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
配电网接地故障原因分析及处理对策(标 准版) 1引言 在10～35kV电网中，各类接地故障相对较多，使电网供电的可*性降低，对工农业生产及人民生活造成很大影响，所以必须认真分析故障原因，采取有效的防护措施。 2故障原因 (1)雷害事故。10～35kV系统网络覆盖面较大，遭受雷击的概率相对增多，不仅直击雷造成危害，而且由于防雷设施不够完善，绝缘水平和耐雷水平较低，地闪、云闪形成的感应过电压也能造成相当大的危害，导致设备损坏，危及电网安全。 (2)污闪故障。10～35kV配电网络中因绝缘子污秽闪络，使线路多点接地的故障也经常发生。据对10kV配电线路的检查发现，因表
面积污而放电烧伤的绝缘子不少。绝缘子污秽放电，是造成线路单相接地和引起跳闸的主要原因。 (3)铁磁谐振过电压。10～35kV系统属于中性点不接地系统，随着其规模的扩大，网络对地电容越来越大，在该网络中电磁式电压互感器和空载变压器的非线性电感相对较大，感抗比容抗大得多，而且电磁式电压互感器一次线圈中性点直接接地，受雷击、单相地和倒闸操作等的激发，往往能形成铁磁谐振，谐振产生的过电压最高约达线电压的3倍，能引起绝缘闪络、避雷器爆炸，甚至电器设备烧毁。 (4)弧光接地过电压。配电网络是属于中性点绝缘系统，当发生单相接地时，健全相电压将升高到线电压，但是如果发生单相间歇性的对地闪络、线路下的树木在大风作用下间歇性地对导线形成放电，接地点电弧间歇性地熄灭与重燃，引起电网运行状态的瞬息变化，导致电磁能的强烈振荡，并在健全相和故障相产生暂态过电压，健全相的最大过电压为线电压的3.5倍，故障相的最大过电压为2倍。如果网络中存在绝缘弱点，热必会引起击穿、短路或危及电气
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。此情况多发生在单相断线，间歇性弧光接地等引起的谐振过电压所致，而系统并未发生接地故障。 （4）当10kV线路遭受雷击而产生弧光接地时，使健全相电压互感器电压突然升高，线圈流过很大励磁涌流，使互感器铁心磁饱和，导致线圈电感减少，感抗降低。当感抗小于容抗，健全相互感器铁心磁饱和后，会使中性点电压升高，这时绝缘监察也报出接地信号，实际上电网并未发生接地。 （5）10kV电网运行中，由于单相导线断线；避降调荷时的人为“缺相运行”；大功率单相设备的投运等，均会造成三相负荷的严重不平衡，从而导致中性点电压升高，此时绝缘监察也报出接地信号，而电网并未发生接地。 （6）10kV线路遭受雷击时，由于电场发生突变，导线上束缚电荷变成自由电荷，向导线两侧以近似光速运动，形成过电压进行波而产生感应过电压。此进行波到达线路避雷器时，