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1.三相电力电缆接地故障（单相、两相或三相接地）是电力系统运行中的常见故障，
快速检测电缆的接地故障点是一项比较困难的工作，尤其是直埋电缆接地故障点的检测。如何快速检测处理电缆的接地故障点，确保电力电缆在电力系统中的正常运行，成为目前值得探讨的一个理论课题。
2.电力电缆接地故障是指因缆芯对外皮或钢铠间的绝缘破坏形成的单相、两相或三相接地故障。
其中短路接地又有高阻和低阻之分，一般来说将接地电阻小于50Ω的接地故障称为低阻接地，接地电阻大于50Ω的接地故障称为高阻接地。
3.目前，测量电缆接地故障点常用的方式主要有直流电桥法和脉冲法。
3.1直流电桥法是基于电缆沿线均匀、电缆长度与缆芯电阻成正比的特点并根据惠斯通电桥的原理，将电缆短路接地故障点两侧的环线电阻引入直流电桥，测量其比值，由测得的比值和电缆的长度，可计算出测量端到故障点的距离。其接线如所示：
3.2脉冲法主要是通过向故障电缆发射脉冲的测距方法，可分为低压脉冲反射法和高压脉冲反射法。
3.3以上两种方法在新丰电厂2×300MW机组工程的实践过程中，利用小电流检测动力电缆的接地故障点，特别是低阻接地的电缆故障，效果比较好。它是基于电缆故障点接地的特点，通过一个合适的负载给故障电缆施加一个合理的接地电流，然后根据电缆的长度选择一定数量的检测点，利用钳型电流表对故障电缆进行检测，在有电流和无电流的连续两点之间，即为电缆的故障区域，再使用相同的方式缩小故障区域，最后查找出电缆故障点，
其接线如所示：
在故障电缆的一端通过电流发生器对有故障的缆芯施加一定的电流（电流的大小根据其接地阻值确定），然后将电缆分为a、b、c、d四个测试点，利用钳型电流表对故障电缆进行检测，可以检测出在b点有电流流过而在c点则没有电流，由此可以断定故障点就在b、c两点之间。将b、c两点再分为若干点进行测试，则可以迅速把故障点缩小到一定的范围之内，以便尽快消除故障。这种方式对于低阻接地的电缆故障，效果很好。尤其是对于直埋电缆，由于其敷设路径的不确定性，采用直流电桥法和脉冲法不方便时，此种方法更显示出简单方便、快速有效的特点。
对于低阻接地的电缆故障，尤其是直埋电缆的低阻接地故障，在没有电流发生器等试验仪器的情况下，也可以在故障电缆的一端连接一个与接地电阻值相同的负载，然后加上220V交流电源，检测电缆的故障点。这种情况特别适用于电力建设施工单位在没有试验仪器的情况下，对低阻接地的故障电缆进行检测。
新丰电厂1＃机组柴油发电机至事故保安段电源采用ZRC-VV22-3×185电力电缆。在柴油发电机安装调试过程中，电缆发生单相接地故障，停电后检测接地电阻只有2.3Ω。根据现场实际情况，在电缆的一端串接了一只1000W的电阻丝，然后通过电阻丝施加220V交流电源，利用钳型电流表对故障电缆进行检测，很快找到了电缆的接地故障点。
4.通过上面的叙述，可以看出上述方法显然不适用于电缆的高阻接地故障。对于高阻接地故障使用何种简单有效的方法进行测试，还需要我们不断的进行探讨和研究。
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在中低压配电系统中，为了降低成本，简化系统构成，一般不对其中性点进行接地处理，或者仅采用经消弧线圈接地，这种接地方式被称为小电流接地系统。理论上来讲，小电流接地系统不会因为接地问题而发生故障，但是在实际的运行中，仍然有可能发生单相接地故障而对系统的安全运行造成威胁。为此，必须要对小电流系统接地故障进行有效处理，并采取一定的隔离措施。以下本文就来谈谈小电流系统的接地故障处理方法。
1.小电流系统接地故障的常见现象
于小电流系统而言，其常发生的接地故障是单相接地故障，相对来讲，这种故障对系统的危害性并不是很大，属于临时性故障，但是也会带来一些不利影响。一般在实际的小电流系统运行中，接地故障发生时会表现出下述几种现象：
2.小电流系统接地故障的处理措施
在小电流系统的运行中，一旦出现了上述现象，就证明该系统存在一定的接地故障。此时就应该及时的采取措施来解决这些故障。笔者建议，在处理小电流接地故障时，可以根据以下步骤逐步完成故障排除。
首先，值班人员在得知小电流系统出现接地故障后，要立即复归音响，并且做好记录，及时上报，并根据调度员的指令先行查找故障的发生位置。
其次，在查找故障原因的过程中，值班人员应该根据实际情况合理选择查找方式，可以先检查相关电气设备是否存在故障问题，再确定电气设备无故障之后，再对线路进行故障排查。
第三，为了尽快缩小故障查找范围，可以对电网进行相应的分割，使分割后的每个区域之间的电气都不直接相连。在此过程中需要注意保证每个区域的功率保持平衡，消弧线圈处于正常补偿状态。第四，在上述操作步骤的基础上，将母线的无功补偿电容器断路器断开，以判断接地故障点。若该母线上存在多条线路，则需要通过转移负荷的方式来查找。第五，利用保护跳闸来判断故障点。一般如果某条线路的断路器被拉开后，接地故障的现象就消失了，则可以判断这条线路就是故障线路。此时就应该立即将情况汇报给技术人员，并按照其指示做出相应的故障排除处理。
当然，在采取上述措施后，若仍然未能判断出故障所在位置，则应该考虑是否是因为母线设备出现接地故障而引起，或者是由两条线路同相接地而引起。这时值班人员就可以采取选切线路的方式来判断接地故障点。并根据三相对地电压表的指示情况来判断是设备出现接地故障还是两条同相线路出现接地故障，然后根据故障原因作出相应的处理。
另外，在一些恶劣天气下，小电流系统还可能会出现两条线路异相接地故障。但是这种情况发生的概率较小，只有在大风、寒潮、雨雪等天气才会发生。对这种接地故障的判断是通过母线供电情况来判断，即如果单送其中一条时电网单相接地相别发生改变，就说明出现了两条线路异相接地故障。
3.小电流系统接地故障处理要求
在处理小电流系统的接地故障时，需要注意以下几点要求：
（1）小电流接地系统发生单相接地时，凡是对地有电容的线路都将有零序电流流过。
（2）母线和某一线路都报出接地信号，应检查故障线路的.系统设备有无异常。
（3）只报出母线接地信号，应检查母线及连接设备、变压器有无异常。如经检查，站内设备无异常，则有可能是某一线路有故障，而其接地故障失灵，应用瞬停的方法，查明故障线路。对于重要用户的线路，可以转移负荷或者通知用户做好准备后停电查找故障点。在某些情况下，系统的绝缘并没有损坏，而是由于其它原因产生某些不对称状态，可能报出接地信号，此种接地称为“虚幻接地”，应注意区分判断。
（4）寻找和处理单相接地故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内，进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。
（5）若电压互感器高压侧熔断件熔断，不得用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂的瓷管熔断器，这种熔断器有良好的灭弧性能和较大的断流容量，具有限制短路电流的作用。
（6）处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时，可在接地相上先做人工接地，消除接地点后，再停用消弧线圈。
4.结语
总之，在小电流系统的运行中，若出现接地故障现象，必须要引起值班人员的重视。要在发现故障现象之后，及时的采取故障排查措施，判断故障点，并采取相应措施进行处理。在此过程中，应该注意保证系统的正常运行和人身安全，以免发生不必要的事故。 [科]
【参考文献】
[2]张慧芬，潘贞存，桑在中.小电流接地系统单相断线加接地故障的分析[J].继电器，（18）.
[3]王艳华，陈颖峰.小电流接地系统非金属性单相接地故障相判别新方法[J].承德石油高等专科学校学报，（02）.
电网小接地电流系统单相接地故障的原因和策略论文
0 引言
小接地电流系统单相接地故障的特点;电力系统按中性点接地方式不同,分为中性点直接接地系统(包括中性点经小电阻接地)、中性点不接地系统(包括中性点经消弧线圈接地)两种。中性点直接接地系统称为大电流接地系统。中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统,通常称为小电流接地系统。小电流接地系统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),而且系统的绝缘又是按线电压设计的,因此允许短时间运行而不立即切除故障,带接地故障运行时间,一般10kV、35kV线路允许接地运行不超过两小时,这主要是受电压互感器和消弧线圈带接地允许运行时间的限制。中性点经消弧线圈接地系统有接地故障时,制造厂一般规定消弧线圈可运行两小时,作为运行人员应加强监视消弧装置PT断线、弧光接地、消弧线圈的上层油温不能超过85°C(最高限值95°C)等经消弧线圈相关接地信息。
1 发生单相接地故障
1.1 单相接地故障的原因
设备绝缘不良,如老化、受潮、绝缘子破裂、表面脏污等,发生击穿接地。小动物、鸟类及外力破坏。线路断线、恶劣天气,如雷雨、大风等、人员过失。
1.2 单相接地故障的危害
由于非故障相对地电压升高(完全接地时升至线电压值),系统中的绝缘薄弱点可能击穿,造成短路故障。故障点产生电弧,会烧坏设备并可能发展成相间短路故障。故障点产生间隙性电弧时,在一定条件下,产生串联谐振过电压,其值可达相电压的2.5~3倍,对系统绝缘危害很大。
1.3 单相接地故障的现象:
1)“10kV(接地较频繁)(35kV)I或II段母线接地”发信号。
2)电压表指示:当系统发生完全接地故障时,接地相电压表指示为零,其他两相对地电压表指示升高√3倍,线电压表指示正常,此时电压互感器开口三角形有100V输出电压;当系统发生不完全接地故障时,接地相电压表指示减小,低于相电压,其他两相对地电压表指示增加,大于相电压,线电压表指示正常,此时电压互感器开口三角形有0~100V输出电压。正常情况开口三角电压为0v。稳定性接地时,电压表指示无摆动;若指示不停摆动,观察相、线电压、3U0电压无明显无变化、一般3U0电压无法扑捉。则为间歇性接地。
3)发生弧光接地,产生过电压时,非故障相电压很高。电压互感器高压保险可能熔断,甚至可能会烧坏电压互感器。
2 接地故障的判断
在某些情况下,系统的绝缘没有损坏,而因其它原因产生某些不对称状态,例如,电压互感器高压保险一相熔断,用变压器对空载母线合闸充电,谐振过电压等,可能报出接地信号,在处理过程中,应注意加以区分判断。
2.1 电压互感器一相高压保险熔断,报出接地信号
区分依据:接地故障时,故障相对地电压降低,非故障相对地电压升高,线电压不变,而电压互感器一相高压保险熔断时,对地电压一相降低,另两相电压不变,线电压指示则会降低。
2.2 用变压器对空载母线合闸充电时,开关三相合闸不同期,三相对地电容不平衡,使中性点发生位移,三相电压不对称,报出接地信号
区分依据:这种情况是在操作时发生的,只要检查母线及连接设备无异常,即可判定。投入一条线路或投入一台所用变,接地信号即可消失。
2.3 在合空载母线时,可能发生铁磁谐振过电压,报出接地信号
区分依据:电压表一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动,表针会打到头。可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。
1)基波谐振:一相电压低,但不为零,两相电压高,超过线电压,表针打到头。或两相电压低,但不为零,一相电压高,表针打到头。
2)高频谐振:三相电压同时升高,远超过线电压,表针打到头。也可能一相电压上升,高于线电压,表针打到头,另两相电压下降。
3)分频谐振:三相电压依次升高,并超过线电压,表针打到头,三相表计在同范围内低频摆动。
3 单相接地故障的查找处理方法
小电流接地系统,发生单相接地故障时,应记录接地的时间和相别以及绝缘监察电压指示异常情况,接地故障持续5分钟后不消失,认定为永久性接地故障,汇报调度。根据信号、电压表计指示、天气、运行方式及系统操作等情况来判断故障。
3.1 判明故障性质和相别
根据接地故障的判断所述依据,首先判明故障性质和相别,待确定为接地故障后,采取措施,进行查找处理。
3.2 分网运行缩小范围
分网运行包括系统分网运行和变电站内分网运行,系统的分网应在调度统一指挥下进行,并考虑各部分之间功率平衡、继电保护的相互配合、消弧线圈的补偿度是否适当。对于变电站,分网就是将母线采取母联分段方式运行。缩小范围,找出仍有接地信号的一段母线。
3.3 检查站内设备
确定故障范围后,应对故障范围以内的站内一次设备进行全面的外部巡视检查。主要检查设备瓷质部分有无损坏、放电闪络,设备上有无落物、小动物及外力破坏现象,各引线有无断线接地,检查互感器、避雷器、电缆头等有无击穿损坏、异常声响等。
4 查找处理单相接地故障时的注意事项
4.1 故障点可以用断路器隔离
检查发现电流互感器、出线穿墙套管、出线避雷器、电缆头、耦合电容器、线路侧刀闸等断路器外侧的设备有故障。应汇报调度,转移负荷后,断开断路器隔离故障。拉开故障设备的两侧隔离开关,汇报上级有关领导,做好安全措施,等待修试人员检修故障设备。
4.2 故障点只能用隔离开关隔离
此时绝对不能用隔离开关拉开接地故障和线路负荷电流。应汇报调度,根据本站一次系统主接线及运行方式,利用倒运行方式将故障点隔离。对不能倒运行方式的,可用人工接地法转移故障点,再用断路器断开故障点。
1)双母线接线,可将故障设备倒至单独一条母线上,使其和母联断路器串联运行,用母联断路器断开故障点,再断开故障设备断路器,拉开其两侧隔离开关,汇报上级有关领导,做好安全措施,等待修试人员检修故障设备。
2)有旁母的接线,可用倒旁母运行,转移负荷并转移故障点的方法,用断路器隔离故障点。
3)不能倒运行方式时,可用人工接地法,转移接地故障点后,用断路器隔离故障点。
4)故障点在母线上。检查发现隔离点在母线上,无法隔离,应将隔离母线停电检修,双母线接线的,可将全部负荷倒至另一条母线上供电,其它情况,应先将用户负荷转移,再进行停运母线。
5)检查站内设备未发现异常。汇报调度,利用瞬停的.方法查出有故障线路。依次短时断开故障所在母线上各出线断路器,并监视接地信息、绝缘监察电压表的指示,如果在断开某一回路断路器时,接地信号消失、绝缘监察电压表的指示恢复正常,就可确定该线路上有接地故障。利用“瞬停法”查找有接地故障的线路,一般按以下步骤进行:
(1)空载线路;(2)双回路用户或有其它电源的线路;(3)分支多、线路长、负荷轻、不太主要用户的线路或发生故障机率高的线路;(4)分支少、线路短、负荷重、较重要用户的线路;(5)双母线接线,某些重要用户的线路,在两母线均有电源情况下,可以依次倒至另一条母线上,将母线分段运行,若检查原来所在母线接地信号消失,另一条母线上仍有接地信号,说明所倒换的线路上有接地故障。此方法可以准确查出两条线路发生同名相两点接地故障;(6)单母线、单台变压器及其配电装置;(7)确定有接地故障的线路,汇报调度。
以上是对有人值班变电站发生小电流接地系统单相接地故障的处理,随着电力系统自动化水平不断提高,远动技术快速发展,以及电气设备更新换代,越来越多的变电站实行无人值守。我局除三座220kV变电站外,110kV变电站24座,35kV变电站19座。41个变电站均实行无人值守。
5 对于无人值守变电站
当发生小电流接地系统单相接地故障时,根据调控监控工作站语音报出的远动告警信息和远动机所显示遥测值的变化,做出准确的判断。查找处理的方法在具体处理过程中与有人值班变电站的处理方法有许多不同之处。主要区别在判明故障的性质、相别后,通过远动遥控操作在分网、分段运行缩小故障范围的基础上,利用“瞬停法”查找出有接地故障的线路。发生单相接地故障时,通过调控监控工作站远动告警信号和远动机所显示电压值,记录接地的时间和相别以及远动机所显示电压遥测值,待接地故障持续5分钟后不消失,根据运行方式、天气状况、系统操作、远动告警信号、远动机所显示电压遥测值以及远动、通信、保护等班组当天工作情况,做出判断,进行查找处理:
5.1 判明故障的性质、相别
5.2 分网运行缩小范围
远动遥控操作断开母联断路器,使母线分段运行,据远动机所显示电压遥测值,确定接地故障所在的母线后,远动遥控操作合上母联断路器。
5.3 利用“瞬停法”查找出有接地故障的线路
对在接地故障母线上供电的重要负荷,在运用远控拉路选线时,应先通知各供电分局值班人员和重要用户,如所供负荷为城市、医院、煤矿、监狱等,得到允许后,按照接地选线序位表,通过远动遥控操作依次断开故障母线上各出线断路器,同时密切监视调控监控机处语音报出的远动告警信息和远动机所显示电压遥测值的变化,查找出有接地故障的线路,通知专线用户的停送电联系人或各供电分局值班人员,在规定的时间内查找出故障点并排除。在远动选接地过程中,如果出现遥控断路器拒分或断开出线断路器而合闸拒合现象,应立即通知区域运维站相关工作人员到达现场处理。
5.4 同一条母线上两条出线同相单相接地
1)断开母联断路器,判断出有接地故障的母线;2)合上母联断路器,根据接地选线顺序表依次选有接地故障的母线所带出线,接地不/:请记住我站域名/消失;3)断开有接地故障的母线上一条出线,选此段母线其他出线,可选出出线1;4)断开出线1,选此段母线其他出线,可选出出线2,且出线1、2为同相接地;5)通知分局、用户、运维站查线,出线1、2可运行2小时。
5.5 当10kV母线或母线至主变开关之间发生单相接地
1)待有接地故障的母线所有出线选线均未有接地时,在母联断路器断开情况下,用主变断路器分合来判定。同一条母线上两条出线不同相单相接地。
2)出线1断路器跳闸,10kVI、II母接地不消失。利用母联断路器,判断出有接地故障的母线,
3)根据接地选线顺序表选线为出线2,试送出线1,出线1跳闸,判定可能有另一相接地。断开出线2,强送出线1,有接地出现且与出线2不同相。依据所带负荷重要性,送一条重要出线,通知分局或用户查线。出线1或2可运行2小时。
4)A、出线1、2保护定值接近,可能出线1、2同时跳闸,分别试送判定。B、出线1为A或C相接地,出线2为B相,则出线1跳闸。
5.6 不同母线上两条出线同相单相接地
1)断开母联断路器,10kVI、II母均有接地出现,而且为同相。
2)据接地选线顺序表依次选线,10kVI母为出线1,10KVII母为出线1。通知分局或用户查线,出线1、2可运行2小时。待一条出线接地消失后,可合上母联断路器。
5.7 不同母线上两条出线不同相单相接地
1)出线1断路器跳闸,10kVI、II母接地不消失。断开母联断路器,判断出有接地故障的母线。
2)根据接地选线顺序表依次选有接地故障的母线所带出线,为出线2。试送出线1,另一条正常母线出现接地现象,而且与出线2不同相,通知分局用户查线,出线1、2可运行2小时。待一条出线接地消失后,可合上母联断路器。
6 处理单相接地故障时的注意事项
6.1 有重合闸装置的断路器,拉路寻找时,应利用重合闸装置进行选线。
6.2 系统接地时,检查站内设备,应穿绝缘靴,接触设备外壳、构架及操作,应戴绝缘手套。发现明显接地时,室内不得接近故障点4M以内,室外不得接近故障8M以内。随时监视远动装置,保证“四遥”正确性和完好性,即遥测、遥信、遥控、遥调。
6.3 无人值班变电站所有运行设备的“就地/远控”开关应切至“远控”位置。
6.4 用“瞬停法“查故障线路,无论线路上有无故障,均应立即合上。
6.5 系统带接地故障运行一般不超过2小时,在此期间,严密监视电压互感器运行状况。发现故障或严重异常,应断开故障线路。
6.6 如在大风、雷雨天气,系统频繁地瞬间接地,可将不重要的、经常出故障的、绝缘水平不高、分支多的线路停电10~20分钟。若观察不再出现瞬间接地,待风雨停后再试送电。 以上实例结合是最擅长电力电网的实际情况,从小电流接地系统,发生单相接地故障,使电压互感器可能导致发热严重而烧坏。也可能发生另一相接地,或不同线路不同相接地,形成相间接地短路,造成出线断路器或母线断路器跳闸的故障。要求及时发现。在处理过程中,判断准确,处理果断,及时消除,以确保系统的安全稳定运行。
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