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摘要：通常10kV系统的主要运行方式是中性点不接地方式，也就是小电流接地系统。能够迅速准确地判断出单相接地障碍线路是保证供电平衡与安全的关键。对10kV系统的小电流接地的选线方式以及10kV系统单相接地故障的诊断及处理方法进行了探讨，并采用了实例进行说明。
关键词：10kV系统；单相接地；故障
作者简介：董勇（1972-），男，四川威远人，四川川威集团威钢公司，工程师；李光友（1971－），男，四川隆昌人，四川川威集团威钢公司，工程师。（四川 威远 642469）
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0157-02
在电力系统中，单相接地故障是一种较常出现的故障，虽然在发生单相接地时仍然可以继续运行2小时，但是发生单相接地故障时所经流的电容量较大时就会在接地点导致电弧，形成一种间歇性的电弧过电压，这时，如果不能及时找到出现故障的原因并给予解决的话，就容易导致严重事故发生。
一、常见故障现象
我国3-10kV的系统中，一般都采用中性点不接地的方式来运行，这里着重探讨一下在10kV系统的故障分析。10kV也是一种中性点不接地的运行方式。如果系统要正常运行，则三相电压要保持平衡，每个相对的地电压则是它们相应的相电压UA、UB、UC。当系统出现相接地的故障时，如果接地状况良好，则故障的相对地电压也为零，而正常的相对的接地电压就会从原来的相电压上升到线电压，大概是从2kV升高到10kV，此时的接地电流就仅仅是很小的电容电流，如图1所示。
如果在C 处发生单相接地故障，则电压表的读数就是A处的10kV、B处就是10kV、C处就是0kV，这是一种非常典型的单相接地故障。
二、单相接地故障的原因及主要危害
1.单相接地故障的主要原因
出现单相接地故障的原因主要有以下几种：人为原因；恶劣的天气，如打雷、暴雨、大风等；线路断路断线；鸟类、小动物等的外力破坏；设备的老化、表面脏污、受潮等导致绝缘不良。
2.单相接地障碍的主要危害
单相接地障碍的危害主要表现在以下几方面：出现故障的地方会产生电弧，烧坏相应的设备甚至可能会造成相间短路障碍；系统中存在的绝缘薄弱点就容易被击穿，最终造成短路；出现故障的地方产生间歇性电弧，在一定条件下就会产生谐振过电压，这对系统的绝缘危害性极大，从而影响供电性的安全；如果出现单相接地障碍，不管出现故障的线路落于地面还是悬于空中都容易对人的人生安全造成威胁。
鉴于以上危害，所以对于10kV的电网应装置绝缘检测设备，这样就能够在发生单相接地状况时就发出警报，值班听到警报就能够及时采取措施，消除故障。
三、10kV中性点不接地单相接地故障的诊断及处理
中性点不接地运行方式的最大好处就是出现单相接地障碍时不会造成系统电压对称性的破坏，而且出现故障时电流值小，系统仍可以运行1～2个小时，不会对用户的连续供电造成影响。这样就能够应付用户复杂、面广的局面。但是如果长期这样就会击穿系统中的绝缘薄弱环节，出现相间短路，导致严重后果，影响居民供电，所以要及时找到障碍线路并给予处理。
最初对10kV单相接地故障进行处理的选线方法采用绝缘监督装置，通过三相五柱式的电压互感器来对单相接地障碍发出警报，再通过逐条逐条的线路接线监视来判断障碍线路的所在。这种防范虽然具有高度正确性，接线简单、投资也比较小，维护和操作都比较方便，但是这种防范的速度很慢，会对非故障线路的连续供电造成影响，缺乏供电可靠性。
10kV系统主要是以架空线和电缆同架空线的混合线为主要选材，单相接地故障出现的几率大，电容电流量小，所以采用的是中性点不接地运行方式。我国在20世纪50年代就已经着手研制小电流自动选线装置了，提供了多种选线方式。该装置的主要源流是在小电流系统中出现单相接地状况时，出现故障的线路上电流是没有出现故障线路的零序电流的总和。在原则上它是这组所有采样值中最大的，但是因为存在CT误差、采样误差、线路长短差距悬殊、信号干扰等原因，就有可能使得这个本是排第一的采样值排到第二或第三，但是不会超过前三，因此首先就要对所有的电流进行排序，选出排第一、第二、第三的前三个，然后，在选出的前三个信号里面，利用相对概念也就是电流之间方向或者是电流与电压之间的线路出现故障还是母线出现故障。
10kV系统的电流接地选线功能是通过接在母线上馈线的保护装置与监控装置来共同完成的。如果系统出现接地，各装置会通过网络进行互联，达到信息共享。如果系统经受了超过10kV的电压时，集中测量装置就会检查出并且向所有的主站点广播，同时计算出零序电压与零序电流的向量。利用主站接在母线上的各条线路来判断接地点等所在的线路，从而可以使装置检测出故障所在点，并且利用网络想监控计算机与远方控制中心报告，使维修人员及时进行维修。
四、实例分析
现用一个具体实例对10kV线路故障的处理步骤进行具体分析。
某1#变电站10kV线路零序过流事故处理实例（该系统无小电流接地选线装置，变电站出线支路带零序告警功能，10kVⅡ段母线与III段母线并列运行），事故现象描述：
2009年10月30日21时25分后台监控系统事故告警，后台监控机弹出保护动作和遥信变位信息。保护动作信息具体有：21：25：04：120 10kV Ⅲ段焦化-Ⅱ6303支路零序过流告警，3Io为2.44A（二次值）；21：25：04：160零序过流告警返回；21：25：04：53810kv Ⅲ段1#发电机655支路零序过流告警，3Io为0.60A（二次值）；21：31：01：025零序过流告警返回；21：25：12：5822B低后备保护1母线接地告警，3U0为110.98V；21：31：01：030母线接地告警返回。遥信变位信息具体有：21：25：13母线接地告警（602后备）、21：31：02 母线接地告警（602后备）返回，随后的几分钟内不停地出现母线接地告警及返回，此次事故没有找到具体故障点。
事故原因分析：出现该事故的原因可能是10kV系统发生间歇性单相接地故障。焦化-Ⅱ6303支路零序过流保护动作瞬间即返回，1#发电机655支路零序过流保护动作接近6分钟才返回（发电厂侧的接地消弧装置动作复归需要时间），10kVⅡ段母线接地告警间歇性出现3次，随即返回。相互比较后发现焦化-Ⅱ6303支路零序过流保护动作值超过整定值且最大，初步判断焦化-Ⅱ6303支路可能出现了间歇性的单相接地故障。31日06时03分后台监控系统再次事故告警，瞬间即返回，后台监控机弹出遥信变位信息，具体有：06：03：44 10kVⅡ段母线接地告警，06：03：4410 kV Ⅱ段母线接地告警返回。分析故障原因，仍怀疑10kV系统某处出现了间歇性的单相接地故障。
出现该事故后，其处理方法是：安排运行人员查看焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路就地微机保护测控装置显示信息是否与后台监控机弹出保护动作信息一致；检查焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路柜设备有无异常；复归焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路柜就地微机保护测控装置显示；若再次发生类似事件，尽快将事故发生的时间、事故现象、设备状况、保护动作情况及检查结果报告相关人员并做好记录。安排检修人员检查该两条支路所供的电气设备。10月30日晚上，检修人员到动力厂焦化水泵房及电厂检查，没有发现异常。10月31日上午检修人员再次到焦化-Ⅱ6303支路所供的焦化水泵房检查相关电气设备，发现有一台水泵电机的引流线B相存在间歇性接地故障。
五、结束语
随着现代各领域的发展，用电的负荷量也越来越大，电线线路也逐年加长，电缆线路的越来越多，各电路的电容量也逐年增大，因此对10kV单相接地障碍的具体诊断方法以及处理方法的探讨具有非常重要的实践意义。
参考文献：
[1]赵伟.10kV系统单相接地故障分析及处理[J].民营科技,2008,(2).
[2]黄芸.10kV系统单相接地故障分析及处理[J].工程论坛,2005,(23).
[3]阚涛,郝芳.小电流接地系统接地选线功能在自动化变电所中的应用[J].广东电力,2005,18(3).
[4]纪鸿彬,许锴文.小电流接地系统接地故障的分析及处理[J].网易电气,2004,(11).
[5]田轶华.10kV系统单相接地故障的判断与处理[J].科技与经济,2006,(7).
（责任编辑：王祝萍）
关键词：10kV系统；单相接地；故障
作者简介：董勇（1972-），男，四川威远人，四川川威集团威钢公司，工程师；李光友（1971－），男，四川隆昌人，四川川威集团威钢公司，工程师。（四川 威远 642469）
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0157-02
在电力系统中，单相接地故障是一种较常出现的故障，虽然在发生单相接地时仍然可以继续运行2小时，但是发生单相接地故障时所经流的电容量较大时就会在接地点导致电弧，形成一种间歇性的电弧过电压，这时，如果不能及时找到出现故障的原因并给予解决的话，就容易导致严重事故发生。
一、常见故障现象
我国3-10kV的系统中，一般都采用中性点不接地的方式来运行，这里着重探讨一下在10kV系统的故障分析。10kV也是一种中性点不接地的运行方式。如果系统要正常运行，则三相电压要保持平衡，每个相对的地电压则是它们相应的相电压UA、UB、UC。当系统出现相接地的故障时，如果接地状况良好，则故障的相对地电压也为零，而正常的相对的接地电压就会从原来的相电压上升到线电压，大概是从2kV升高到10kV，此时的接地电流就仅仅是很小的电容电流，如图1所示。
如果在C 处发生单相接地故障，则电压表的读数就是A处的10kV、B处就是10kV、C处就是0kV，这是一种非常典型的单相接地故障。
二、单相接地故障的原因及主要危害
1.单相接地故障的主要原因
出现单相接地故障的原因主要有以下几种：人为原因；恶劣的天气，如打雷、暴雨、大风等；线路断路断线；鸟类、小动物等的外力破坏；设备的老化、表面脏污、受潮等导致绝缘不良。
2.单相接地障碍的主要危害
单相接地障碍的危害主要表现在以下几方面：出现故障的地方会产生电弧，烧坏相应的设备甚至可能会造成相间短路障碍；系统中存在的绝缘薄弱点就容易被击穿，最终造成短路；出现故障的地方产生间歇性电弧，在一定条件下就会产生谐振过电压，这对系统的绝缘危害性极大，从而影响供电性的安全；如果出现单相接地障碍，不管出现故障的线路落于地面还是悬于空中都容易对人的人生安全造成威胁。
鉴于以上危害，所以对于10kV的电网应装置绝缘检测设备，这样就能够在发生单相接地状况时就发出警报，值班听到警报就能够及时采取措施，消除故障。
三、10kV中性点不接地单相接地故障的诊断及处理
中性点不接地运行方式的最大好处就是出现单相接地障碍时不会造成系统电压对称性的破坏，而且出现故障时电流值小，系统仍可以运行1～2个小时，不会对用户的连续供电造成影响。这样就能够应付用户复杂、面广的局面。但是如果长期这样就会击穿系统中的绝缘薄弱环节，出现相间短路，导致严重后果，影响居民供电，所以要及时找到障碍线路并给予处理。
最初对10kV单相接地故障进行处理的选线方法采用绝缘监督装置，通过三相五柱式的电压互感器来对单相接地障碍发出警报，再通过逐条逐条的线路接线监视来判断障碍线路的所在。这种防范虽然具有高度正确性，接线简单、投资也比较小，维护和操作都比较方便，但是这种防范的速度很慢，会对非故障线路的连续供电造成影响，缺乏供电可靠性。
10kV系统主要是以架空线和电缆同架空线的混合线为主要选材，单相接地故障出现的几率大，电容电流量小，所以采用的是中性点不接地运行方式。我国在20世纪50年代就已经着手研制小电流自动选线装置了，提供了多种选线方式。该装置的主要源流是在小电流系统中出现单相接地状况时，出现故障的线路上电流是没有出现故障线路的零序电流的总和。在原则上它是这组所有采样值中最大的，但是因为存在CT误差、采样误差、线路长短差距悬殊、信号干扰等原因，就有可能使得这个本是排第一的采样值排到第二或第三，但是不会超过前三，因此首先就要对所有的电流进行排序，选出排第一、第二、第三的前三个，然后，在选出的前三个信号里面，利用相对概念也就是电流之间方向或者是电流与电压之间的线路出现故障还是母线出现故障。
10kV系统的电流接地选线功能是通过接在母线上馈线的保护装置与监控装置来共同完成的。如果系统出现接地，各装置会通过网络进行互联，达到信息共享。如果系统经受了超过10kV的电压时，集中测量装置就会检查出并且向所有的主站点广播，同时计算出零序电压与零序电流的向量。利用主站接在母线上的各条线路来判断接地点等所在的线路，从而可以使装置检测出故障所在点，并且利用网络想监控计算机与远方控制中心报告，使维修人员及时进行维修。
四、实例分析
现用一个具体实例对10kV线路故障的处理步骤进行具体分析。
某1#变电站10kV线路零序过流事故处理实例（该系统无小电流接地选线装置，变电站出线支路带零序告警功能，10kVⅡ段母线与III段母线并列运行），事故现象描述：
2009年10月30日21时25分后台监控系统事故告警，后台监控机弹出保护动作和遥信变位信息。保护动作信息具体有：21：25：04：120 10kV Ⅲ段焦化-Ⅱ6303支路零序过流告警，3Io为2.44A（二次值）；21：25：04：160零序过流告警返回；21：25：04：53810kv Ⅲ段1#发电机655支路零序过流告警，3Io为0.60A（二次值）；21：31：01：025零序过流告警返回；21：25：12：5822B低后备保护1母线接地告警，3U0为110.98V；21：31：01：030母线接地告警返回。遥信变位信息具体有：21：25：13母线接地告警（602后备）、21：31：02 母线接地告警（602后备）返回，随后的几分钟内不停地出现母线接地告警及返回，此次事故没有找到具体故障点。
事故原因分析：出现该事故的原因可能是10kV系统发生间歇性单相接地故障。焦化-Ⅱ6303支路零序过流保护动作瞬间即返回，1#发电机655支路零序过流保护动作接近6分钟才返回（发电厂侧的接地消弧装置动作复归需要时间），10kVⅡ段母线接地告警间歇性出现3次，随即返回。相互比较后发现焦化-Ⅱ6303支路零序过流保护动作值超过整定值且最大，初步判断焦化-Ⅱ6303支路可能出现了间歇性的单相接地故障。31日06时03分后台监控系统再次事故告警，瞬间即返回，后台监控机弹出遥信变位信息，具体有：06：03：44 10kVⅡ段母线接地告警，06：03：4410 kV Ⅱ段母线接地告警返回。分析故障原因，仍怀疑10kV系统某处出现了间歇性的单相接地故障。
出现该事故后，其处理方法是：安排运行人员查看焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路就地微机保护测控装置显示信息是否与后台监控机弹出保护动作信息一致；检查焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路柜设备有无异常；复归焦化-Ⅱ6303支路和1#发电机655支路柜就地微机保护测控装置显示；若再次发生类似事件，尽快将事故发生的时间、事故现象、设备状况、保护动作情况及检查结果报告相关人员并做好记录。安排检修人员检查该两条支路所供的电气设备。10月30日晚上，检修人员到动力厂焦化水泵房及电厂检查，没有发现异常。10月31日上午检修人员再次到焦化-Ⅱ6303支路所供的焦化水泵房检查相关电气设备，发现有一台水泵电机的引流线B相存在间歇性接地故障。
五、结束语
随着现代各领域的发展，用电的负荷量也越来越大，电线线路也逐年加长，电缆线路的越来越多，各电路的电容量也逐年增大，因此对10kV单相接地障碍的具体诊断方法以及处理方法的探讨具有非常重要的实践意义。
参考文献：
[1]赵伟.10kV系统单相接地故障分析及处理[J].民营科技,2008,(2).
[2]黄芸.10kV系统单相接地故障分析及处理[J].工程论坛,2005,(23).
[3]阚涛,郝芳.小电流接地系统接地选线功能在自动化变电所中的应用[J].广东电力,2005,18(3).
[4]纪鸿彬,许锴文.小电流接地系统接地故障的分析及处理[J].网易电气,2004,(11).
[5]田轶华.10kV系统单相接地故障的判断与处理[J].科技与经济,2006,(7).
（责任编辑：王祝萍）