10 kV配电线路单相接地故障

电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3～66 kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线

圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。

在小电流接地系统中，单相接地是一种常见故障。10 kV配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。黑龙江省龙沙供电局，2005年的24次异常中，单相接地故障占了7次，2006年的31次异常中，单相接地故障占8次。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，系统可运行1～2 h，这也是小电流接地系统的最大优点；但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响

变电设备和配电网的安全经济运行。

1 单相接地故障的特征及检测装置

1.1 单相接地故障的特征

信号：警铃响，“某千伏某段母线接地”光字牌亮，中性点经消弧

线圈接地系统，还有“消弧线圈动作”光字牌亮；

绝缘监察电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压表指针无摆动，若电压表不停地摆

动，则为间歇性接地；

中性点经消弧线圈接地系统，装有中性点位移电压表时，可看到有一定指示（不完全接地）或指示为相电压值（完全接地时）消弧线圈的

接地报警灯亮；

发生弧光接地时，产生过电压，非故障相电压很高，电压互感器高压

保险可能熔断，甚至可能烧坏电压互感器。

1.2 真假接地的判断

电压互感器一相高压熔断器熔断，发出接地信号。发生接地故障时，故障相对地电压降低，另两相升高，线电压不变。而高压熔断器一相熔断时，对地电压一相降低，另两相不会升高，线电压则会降低。

用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，发出接地信号。这种情况

只在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可以判定，投

入一条线路或投入一台所用变压器，即可消失。

系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，倒运行方式时，会发出接地信号。此情况多发生在系统中倒运行方式操作时，经汇报调度，在相互联系时，了解到可先恢复原运行方式，消弧线圈停电，

调整分接开关，然后重新投入，倒运行方式；

在合空载母线时，可能激发铁磁谐振过电压，发出接地信号。此情况也发生在倒闸操作时，可立即送上一条线路，破坏谐振条件，消除谐

振。 1.3 检测装置

对于绝缘监察装置，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，其接线方式为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故障，并判定接地相别，然后向调度值班员汇

报。但必须指出，绝缘监察装置是与母线共用的。

2 发生单相接地故障的原因

导线断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线因风力过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压引下线断线；配电变压器台上的10 kV避雷器或10 kV熔断器绝缘击穿；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；同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；线路落雷；树木短接；鸟害；飘浮物(如塑料布、

树枝等)；其它偶然或不明原因。

3 对单相接地故障的危害和影响分析

3.1 对变电设备的危害

10 kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10 kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实

际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备

损坏、大面积停电事故。

单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重时使变电设备绝缘击穿，造成

更大事故。

3.2 对配电设备的危害

单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，将进一步使线路上的绝缘子击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷

器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。

3.3 对区域电网的危害

严重的单相接地故障，可能破坏区域电网的稳定，造成更大事故。

3.4 对人畜危害

对于导线