淺談電纜接地故障排除，零序電流保護(hù)

吳河峰

【摘要】用電安全是值得關(guān)注的關(guān)乎人身財(cái)產(chǎn)安全的事情。本文首先講述了系統(tǒng)接地的特點(diǎn)，然后講述了故障現(xiàn)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(hù)接零。

【關(guān)鍵詞】電能計(jì)量;電流互感器;零序電流

一、前言

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

二、系統(tǒng)接地的特點(diǎn)

電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)（包括直接接地，電抗接地和低阻接地）、小電流接地系統(tǒng)（包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地）。我國(guó)3～66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。

三、故障現(xiàn)象分析與判斷

1、警鈴響

“xx千伏母線接地”光字牌亮，個(gè)性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，常常還有“消弧線圈動(dòng)作”的光字牌亮。

2、絕緣監(jiān)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(shí)為穩(wěn)定性接地。如果絕緣監(jiān)察電壓表指針不停地來(lái)回?cái)[動(dòng)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象即為間歇性接地。

3、當(dāng)發(fā)生弧光接地產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)

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(cè)熔體熔斷，甚至嚴(yán)重?zé)龎碾妷夯ジ衅鳌?/p>

4、完全接地

如果發(fā)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(shí)電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。

5、不完全接地

當(dāng)發(fā)生一相（如A相）不完全接地時(shí)，即通過(guò)高電阻或電弧接地，中性點(diǎn)電位偏移，這時(shí)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(dá)不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。

6、電弧接地

如果發(fā)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(shí)電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。

7、母線電壓互感器一相二次熔斷件熔斷

此現(xiàn)象為中央信號(hào)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(duì)策是退出低壓等與該互感器有關(guān)的保護(hù)，更換二次熔8、電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相（A相）斷線或一次熔斷件熔斷

此時(shí)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(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實(shí)際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_口三角處會(huì)出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動(dòng)繼電器，發(fā)出接地信號(hào)。對(duì)策是處理電壓互感器高壓側(cè)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(fā)生單相接地故障后，值班人員應(yīng)馬上復(fù)歸音響，作好記錄，迅速報(bào)告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現(xiàn)場(chǎng)值班員自己選擇。先詳細(xì)檢查所內(nèi)電氣設(shè)備有無(wú)明顯的故障跡象，如果不能找出故障點(diǎn)，再進(jìn)行線路接地的尋找。分割電網(wǎng)，即把電網(wǎng)分割成電氣上不直接連接的幾個(gè)部分，以判斷單相接地區(qū)域。如將母線分段運(yùn)行，并列運(yùn)行的變壓器分列運(yùn)行。分網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意分網(wǎng)后各部分的功率平衡、保護(hù)配合、電能質(zhì)量和消弧線圈的補(bǔ)償?shù)惹闆r。再拉開母線無(wú)功補(bǔ)償電容器斷路器以及空載線路。對(duì)多電源線路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變供電方式來(lái)尋找接地故障點(diǎn)。采用保護(hù)跳閘、重合送出的方式進(jìn)行試?yán)瓕ふ夜收宵c(diǎn)，當(dāng)拉開某條線路斷路器接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路，并馬上匯報(bào)當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，同時(shí)對(duì)故障線路的斷路器、隔離開關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進(jìn)一步檢查。⑥當(dāng)逐路查找后仍未找到故障線路，而接地現(xiàn)象未消失，可考慮是兩條線路同相接地或所內(nèi)母線設(shè)備接地情況，進(jìn)行針對(duì)性查找故障點(diǎn)。變電所值班員按規(guī)定順序逐條選切線路，應(yīng)特別注意切每條線路時(shí)絕緣監(jiān)視裝置三相對(duì)地電壓表指示的變化，若全選切一遍，三相對(duì)地電壓指示沒(méi)有變化，說(shuō)明不是線路有單相接地故障，是變電所內(nèi)設(shè)備接地。若全選切一遍三相對(duì)地電壓指示有變化時(shí)，應(yīng)考慮有兩條配電線路同相發(fā)生單相接地（含斷線）故障。兩條線異名相接地。這種故障多數(shù)發(fā)生在雷雨、大風(fēng)、高寒和降雪的天氣，主要現(xiàn)象是同一母線供電的兩條線同時(shí)跳閘或只有一條線跳閘，跳閘時(shí)電網(wǎng)有單相接地現(xiàn)象。若兩條線都跳閘，電網(wǎng)接地現(xiàn)象消除，或兩條線只有一條跳閘，電網(wǎng)仍有接地現(xiàn)象，但單送其中一條時(shí)電網(wǎng)單相接地相別發(fā)生改變，這是判斷的必要依據(jù)。

五、保護(hù)接零

保護(hù)接零是指把電氣設(shè)備的外漏可導(dǎo)電的金屬外殼部分與零線N連接起來(lái)。如遍布城鄉(xiāng)的低壓配電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)直接接地的380/220V三相四線制系統(tǒng)，這種電網(wǎng)目前廣泛采用保護(hù)接零作為防止間接觸電的保護(hù)技術(shù)措施。

1、保護(hù)接零的作用及局限性

采用保護(hù)接零的三相異步電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，零線不帶電壓，由于電動(dòng)機(jī)外殼是與電源零線連接的，人體觸摸設(shè)備外殼等于觸摸零線，并無(wú)觸電危險(xiǎn)。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生“碰殼”故障時(shí)，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?yàn)榱憔€阻抗很?。ㄈ缃孛鏋?mm2的絕緣鋁導(dǎo)線，每百米阻抗不大于0.6Ω），短路電流可以達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流的幾倍甚至幾十倍。在大多數(shù)情況下，短路電流的數(shù)值足以使安裝在線路上的熔斷器或其他過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作，從而切斷電源。需要提醒的是，從設(shè)備“碰殼”短路的發(fā)生，到過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作切斷電源的時(shí)間間隔內(nèi)，觸及設(shè)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(dāng)忽略線路感抗，并考慮人體電阻遠(yuǎn)大于接地電阻時(shí)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，人體電壓為147V。顯然，147V電壓對(duì)人體仍有危險(xiǎn)。

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

2、采用保護(hù)接零的注意事項(xiàng)

在由同一臺(tái)變壓器供電的系統(tǒng)中，不宜將一部分設(shè)備保護(hù)接地，而另一部分設(shè)備保護(hù)接零。即在同一系統(tǒng)中，不宜保護(hù)接地和保護(hù)接零混用。

保護(hù)接零的系統(tǒng)，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(wǎng)發(fā)生單相接地故障，保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作，零線及所有保護(hù)接零設(shè)備外殼都將帶上危險(xiǎn)電壓。

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

另外將使高壓竄入低壓時(shí)失去保護(hù)。

保護(hù)接零必須有靈敏可靠的保護(hù)裝置配合。

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

六、結(jié)束語(yǔ)

平時(shí)對(duì)于用電的安全提高安全意思，掌握一定的故障排除能力，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是必須的。了解并能夠解決故障更是安全的保障。

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