接地故障选线原理综述

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10kV线路接地选线的原理及发展方向

10kV线路接地选线的原理及发展方向摘要随着变电站10kV馈线的不断增加，配电网的不断扩大，10kV线路的接地选线日益引起重视，本文主要介绍了10kV线路接地选线的原理及两种接地选线的实现方法，即基于综合自动化系统的分布式接地选线系统和基于智能化自动调谐式消弧系统的专用接地选线系统，再分别针对不同的接地选线方式分析发展方向。

这两种接地选线的实现方法适用的地区不同，原因在于不同的电网线路类型。

关键词接地故障；接地选线；变电站综合自动化系统目前在我国配电网中性点的运行方式，通常采用不接地方式，可是不接地方式有一定的劣势，例如在10kV配网系统中发生线路单相接地时，会产生小电流接地的电路，提高配电网中未接地线路的对地电压。

一旦提高了非故障相电压，也就是配电系统在相当长的一段时间内的工频超过了电压的限额时，会产生危害人身安全和毁坏配电系统设备的危险。

因此为了尽量避免故障长时间存在，要尽快切断非瞬时性接地故障线路，从而增强配电系统的可靠性，确保系统设备和人身的安全。

在变电站综合自动化系统中，配备有10kV线路接地选线系统，是用来判别以至于切断故障线路，譬如非瞬时性单相接地故障线路。

采用中性点经消弧线圈接地方式的线路，多是由于暂时单相接地的机率高，远郊电网的特点是以架空线为主的辐射型，允许设备发生故障的运行时间为2小时，这有利于将供电的可靠性提高。

一般在市区内或是近郊工业区内，随着电网电缆线路的不断增加，不断加大的配电网，多数采用消弧线圈接地方式，这种方式也不是固定的，也是随着电网改造预留经小电阻接地方式的改变而发生改变的。

1接地选线的原理如果10kV配网系统中一旦发生单相接地故障的情况，此时故障相中负序及零序电压方向与正序电压方向相反，正、负序和电流方向相同，且零序电流方向与零序电压方向约滞后90°。

故障相中零序功率经过线路朝着电源方向流动，而非故障相中零序功率的流动方向恰巧相反。

因此，在中性点不接地配网系统中，一旦发生单相接地故障的情况，系统中的电压和电流会发生如下的变化：非故障线路中3I0的大小与本线路的接地电容电流I0大小相等，所有非故障线路接地电容电流I0的大小总和与故障线路中3I0的大小相等。

小电流接地故障选线技术综述

小电流接地故障选线技术综述摘要：为了提高单相接地故障选线的准确性，在分析小电流接地故障信号变化特征的基础上，从目前国内外小电流接地系统单相接地选线原理和装置的实际应用情况出发，对各种接地选线技术进行了分类和评述，总结了这些方法的可行性和最新的研究成果。

最后，指出了小电流接地选线技术的发展方向。

关键词：小电流接地系统；故障选线；消弧线圈；继电保护引言我国中压电网一般采用小电流接地方式，由于小电流接地系统发生单相接地故障后，故障点与系统的中性点之间只会和电网的对地分布电容和电导形成一个小电流通路，流经故障点的电流比较小，且电力系统的三相线电压仍然保持对称状态，一般不会对用户的供电造成严重危害，可以在故障存在的情况下运行1-2h，所以供电系统的安全可靠性比较高[1]。

但随着馈出线的增多，电容电流也在增大，长时间运行就易使故障扩大成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，破坏系统的安全运行[2]。

为此，研究合适的选线方法对其进行快速准确的故障判断显得尤为重要。

目前，国内外关于小电流接地故障选线进行了多种研究，许多学者提出了基于不同原理的选线方法，主要分为基于稳态分量分析的选线方法和基于暂态分量分析的选线方法，本文将在介绍国内外接地选线研究现状的基础上，总结目前广泛采用的选线方法，并分析它们的原理、应用条件及优缺点，进而提出未来提高小电流接地选线准确性的能力方向。

1 单相接地故障分析1.1 稳态零序电流的分布[3]基于稳态分量分析的选线方法都是依据电网中零序电流的分布选线的，因此，弄清电网接地故障时的零序电流分布对针对不同中性点接地方式确定选线方法很有帮助。

A、中性点不接地系统中性点不接地系统的零序电流分布如图1，有以下特点：所有非故障馈出线的零序电流的大小与该馈出线的每相对地（零序）导纳成正比，方向为由母线流向馈出线。

故障馈出线的零序电流的大小是所有非故障馈出线的零序电流大小的总和，方向为由该故障馈出线流向母线。

小电流接地系统单相接地故障选线原理综述

式，选线原理相对比较简单，电阻接地系统运用零序过电流的保护刹那切除原理，不接地系统运用功率方向继电器。近年来，人工神经网络系统被广泛应用于获取接地点分区段和零序电流的信号方面。美国及加拿大主要采用电阻接地的方式，运用零序的过电流保护瞬间进行去除故障线路的原理，但是故障跳闸选择用于
小电流接地系统单相接地故障选线原理综述
杨志学重庆市彭水县供电有限责任公司
摘要：我国配电网系统主要采用小电流偿情况下，故障线路上电流的方向也是由母线低阻接地系统，对于高阻系统，其仅有报警功
流至各线路，相位也是超前于零序电压９。，能。法国过去长期以电阻接地方式为主，随着Ｏ其零序电流的大小为本线路电容电流与残余电电网的发展，开始运用自动消弧线圈补偿电容流之和。电流的选线原理，并提出了零序导纳法。德运２２０点不接地系统单相接地故障特征用故障开始阶段的暂态分布原理研制了便携式按．０性分析地保护系统。挪威一家公司采用测量电场１ｊ．磁场电网正常运行状态下，各线路的对地电容的相位方法，研制了悬挂式故障指示器。电流数值基本一致，中性点的电压为零。若发３２．国内研究概述生单相接地故障，三相对地电流对称性出现失在我国３６ＫＶ中低压配电网系统普遍－６｝】衡，将会发生中性点电位偏移，造成一相或二采用中性点谐振接地系统和不接地系统的小相对地电压的升高。电流接地方式。因此，我国比较重视小｝流１、引言中性点不接地系统单相接地故障特征有：的单相接地保护装置与原理的研究。这项小电流接地系统又称中性点非有效接地系（）接地故障点的电流等于所有线路接地电作始于上世纪５年代末，保护方案从基波列五１Ｏ统（ＳＮＵＧ），它包括配电网系统的中性点经容电流之总和，电压超前于零序电压９。。次谐波以及首半波方案，从零序过电流到无０消弧线圈接地系统、中性点不接地系统和经电（）发生接地故障时，故障相的对地电压为功保护，从步进式继电器发展到群体式比相比２阻接地系统三个部分。由于各方面条件限制，零，非故障相的对地电压是电网全系统的线电幅，先后推出一些产品。￣－京自动化设备厂ＮＩＩ：每个国家电网对中性点的处理方式有差异。目压，电网全系统出现的零序电压为电网正常研制的ＸＪ系列，中国矿业大学研制的微机枪Ｄ前，在我国３６ＫＶ－６中低压配电网系统中普遍运行时的相电压。（）故障线路零序电流数漏装置，华北电力大学等研制的微机系列选线３采用中性点经消弧线圈和不接地系统的方式。值为所有非故障线路零序电流之和，数值较装置等。９年代以来，又相继推出 “ ０小波分析在配电网故障中，单相接地故障发生率最高，大，方向为线路流至母线，电压滞后零序电压法” “ 有功功率法” “ 注入变频分析信号法” 约占总故障的８％以上。虽然小电流接地系统０９。。非故障线路也会出现零序电流，其大小为等原理进行选线，并将专家及人工神经网络系０在发生单相故障时有其突出优点，如故障发生本身对地的电容电流，方向与故障线路相反，统运用保护理论研究中。时，只产生微小的零序电流、不形成短路、三为母线流至线路。相位也与故障线路相反。３３单相接地保护尚未解决的问题分析．相线电压保持对称，能保持系统继续正常运行２３Ｊ．Ｉ电流接地系统单相接地故障暂态特，小电流接地系统的单相接地故障选线原卜２小时。但是随着线路的增加，电容电流的理，虽然经过多年的研究取得了一定的成果，征分析增大，故障情况会随着转化，形成其他类型故以上两种情况都是在接地电容电流稳定状但是由于配电网系统运行方式多样，结构多障如两点或多点接地故障。因此必须及时找到态下的分析状况，这种稳态故障情况下，电容变，单相接地故障情况复杂，对其运行过程机并切除故障路线。长期以来，我国许多供电企电流的数值较小，难以及时准确的选定故障线理缺乏深入全面的研讨，目前根据单相接地保业选用效率低下的人工拉路故障选线方法。为路。因此，需要从暂态的电容、电感和接地电护原理研制的选线装置难以适应电力系统的全了能提高供电企业管理质量，供电企业需要运流三方面分析故障后的暂态分量情况。面运行，常出现漏判、错判的现象。用自动化技术，开发出实用可靠的小电流接地当发生小电流接地系统单相接地故障时，单相接地保护一些尚未解决的问题有：系统单相接地故障的保护技术。故障点会出现衰减迅速的暂态电容电流和衰减（）需要进一步加强小电流单相接地故障稳１２．小电流接地系统单相接地故障基本特较慢的暂态电感电流经过，不论电力系统选何态和暂态过程的研究，如改变稳态量难以满足征分析种形式接地中性点接地方式，暂态接地电流的跳闸的可靠性和选择性要求，能有效地加强应我国配电网系统中，主要采用的小电流接频率和数值都由暂态的电容电流确定。暂态电用频谱或其他暂态特征分析，研制更好的处理地系统是中性点不接地系统和中性点消弧线圈２容电流特征与中性点不接地系统电容电流特征手段，满足故障选线方法的多样需求。（）接地系统。因此，本文重点分析这两种系统的相类似，具有持续时间短，其数值大于稳态设立专项研究系统或建立仿真系统深入研究配单相接地故障基本特征。值，当发生线路故障时，所有非故障线路零序电网络各种状态的故障情况，进行现场测试或２１．中性点消弧线圈接地系统单相接地故电流方向都与故障线路相反都是从母线流至线模拟实验，利用计算机和信号处理技术，灵活障特征分析路的特征。暂态接地电流具有幅度值很大，与运用各种选线方法，实现选线技术的突破。在中性点不接地电网中，消弧线圈是接在初始相角相关，持续时间短暂的特征。暂态电４结束语中性点的一个电感线圈，当出现单相接地故障我国配电网系统主要采用小电流接地方感电流的特征有直流分量初始值与铁心饱和程时，接地点就会出现一个分量电流通过，此电度及初始相角相关，其频率与工频一致，持续式，小电流接地系统单相接地故障选线原理对流会与原系统中的电容电流相互抵消，避免形提高我国电网供电安全可靠性方面起着举足轻时间可达到３个工频周波。成两点或多点接地接地故障。３小电流接地系统单相接地保护国内外重的作用。目前，小电流接地系统的选线原理中性点消弧线圈接地系统单相接地故障研究发展历史回顾较多，有利用稳态电流量特征进行的选线，也特征有：（）消弧线圈的两端电压为零序电１３１．国外研究概述有利用暂态电流量特征进行的选线，各种方式压，消弧线圈电流经过接地故障点和故障线路国外小电流接地保护处理方式不尽相同。具有一定的操作可靠性，同时也存在各自的局的故障相，但不经过非故障线路。非故障线路前苏联广泛运用了中性点不接地和经消弧线圈限性，小电流接地系统单相基地故障选线因此上的零序电流数值相当于本身对地的电容电接地的方式，保护主要运用手半波和零序功率也成为供电企业突破的一大难点。流，它超前零序电压９。，其方向为母线流至０方向原理。日本选用不接地和高电阻接地方参考文献线路。接地故障点的残余电流数值相当于电网接地方式，小电流接地系统单相接地故障选线原理对提高我国电网供电安全可靠性方面起着举足轻重的作用。本丈首先简要分析了单相接地故障基本特征，在此基础上回顾了单相接地保护国内外研究概况，综合分析了几种保护原理的特点，提出了尚需解决的问题，最后对此进行了总结。关键词：小电流；单相接地故障；选线

小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

母线及电源对地电容为ｃ。当线路 Ⅱ的Ｕ相惦
故障相对地电压升至原电压的、３倍，很容易在／
电网的绝缘薄弱处发生另一点对地击穿，从而形成相间短路或引起系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以必须尽快找到故障线路及
ｄｓｉｕｉｎａｔｍａｉｎｒｓａｃ．ｒｆｅｉｗｏｍａｌｕｒｎｒｕｄｎｙｔｍｔｈｍｅａｄａｒａｎｔｅｓｔｓｏｓａｃｎｉｒｂｔｕｏｔｅｅｒｈＡｂｉｖｅｆｓｌｃｒｅｔｇｏｎｉｇｓｓｅａｏｎｂｏｄｏｔｕｆｅｅｒｈａｄｔｏｏｅｒｈａｒｔｅｖｒｏｓｅｉｔｇｃａｓｃｌｅｓｌｃｏｄｈｄｃｉｎａｄｐｅｅｔｄｔｅｃｒｎｅｅｒｈｐｏｌｍｓａｄｒｓａｃｉｃｉｎ．ｈａｉｕｘｓｎｌｓｉｉｅｅｔｎｍａｅｔｅｉｕｔｎｒｓｎｅｕｒｔｓａｃｒｂｅｅｅｒｈｄｒｔｓｉｎｉｎｏｈｅｒｎｅｏ
发生金属性接地故障时，系统稳态电容电流的分布和零序等效网络分别如图１和图２所示。
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ＩＩ瓮
故障点并予以切除。在我国，对小电流接地系统中此类问题进行
在配电网中，发生单相准确检测并隔可０而
有必要进一步研究。
离接地故障线路，成为配电网自动化研究的一个

接地选线的原理举例

第十三章HB2000J的综合增量法选线原理HB2000J此时的工作方式为方式1，与ZDB-IIA消弧线圈控制器配套使用。

选线动作的过程：消弧线圈平时处于自动跟踪检测电网的电容电流，等待接地发生进行补偿，熄灭电弧以免由于弧光过电压造成相间短路扩大事故。

当发生接地时消弧线圈响应后首先进行灭弧补偿，然后以通讯的方式通知选线采集各支路的零序电流。

选线采集完毕再通知消弧线圈，消弧线圈改变补偿的电感电流然后再通知选线进行第二次采样，消弧线圈然后处于正常补偿状态等待判断接地解除，而选线则处理数据进行选线判断报警。

下面以图示说明选线的判据（注：以金属性接地按理想情况进行原理概述）假设电网有5条支路，如图示#1 #2 #3 #4 #5表示，各支路的电容电流分别如图所示。

图中的椭圆表示零序电流互感器，其输出分别表示为I1、I2、I3、I4、I5。

图中表示的电网的电容电流为IC=IC1+IC2+IC3+IC4+IC5=5+6+7+8+9=35A。

当没有消弧线圈时，假设#3的B相发生金属性接地，该接地点的电流为35A（实际应为所有支路的基波无功分量之和），各支路零序电流互感器的输出为：I1=5A I2=6A I3=28A I4=8A I5=9A 。

也就是非故障支路的零序电流等于该支路的电容电流，故障支路零序电流等于其他所有非故障支路的电容电流之和。

当存在消弧线圈时，各支路零序电流互感器的输出就有变化了。

如果消弧线圈补偿35A 的电感电流，由于补偿电流只通过接地点，所以各支路的零序电流互感器的输出分别为：I1=5A I2=6A I3= -7A I4=8A I5=9A 。

假设这是选线第一次采集的数据，分别表示为I11 I21I31I41I51 。

如果消弧线圈补偿30A的电感电流，各支路的零序电流互感器的输出分别为：I1=5A I2=6A I3= -2A I4=8A I5=9A 。

假设这是选线第二次采集的数据，分别表示为I12 I22I32I42I52 。

非有效接地电网单相接地故障选线技术综述

ＲｅｖｉｅｗｏｆＥａｒｔｈＦａｕｌｔＦｅｅｄｅｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＮｅｕｔｒａｌ
ＩｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙＥａｒｔｈｅｄＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ
ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１４；２．ＸｉａｎｇｔａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
三个视角展开综述，通过对比分析，概括了各方法的适用条件及优缺点，介绍了改进方案的最新研究成果；最后，对选线技术研究中存在的问题及未来的研究趋势进行了总结与展望。关键词：配电网；故障选线；中性点非有效接地
综
述
非有效接地电网单相接地故障选线技术综述
熊婷婷曾祥君王媛媛丁胜强２
４１０１１４；４１１１０１）（１．智能电网运行与控制湖南省重点实验室（长沙理工大学），长沙２．湘潭电力局信通公司，湖南湘潭
ＸｉｏｎｇＴｉｎｇｔｉｎｇｉＺｅｎｇＸｉａｎｇｊｕｎｉＷａｎｇＹｕａｎｙｕａｎ｜ＤｉｎｇＳｈｅｎｇｑｉａｎｇ２
（１．ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｍａｒｔＧｒｉｄｓＯｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，

小电流接地系统故障选线算法综述

摘
要：从８年代我国出现自动调谐装置和自动补偿装置以来，关于选线算法的研究得到广泛的关注。对目前比较流０
行的选线方法诸如零序电流方向、群体比幅比相、注入法等进行了分类讨论，并指出了接地选线研究的难点。
Ａｂｓｒｃ：ｉｃａｔｃｎｕｙｅｇｔｅｕｏｔｎｎｅｉｅｎｕｏｔｏｅｓｔｎｄｖｃｓａｅａｐｉｄｉｕｏｎｒ．ｔａｔＳｎｅｌｓｅｔｒｉｈｉｓａｔｍａｉｔｉｇｄｖｃｓａｄａｔｍａｉｃｍｐｎａｉｅｉｅｒｐｌｏｒｃｕｔｃｕｃｏｅｎｙ
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ＧｕａｄｎｇＰｏｒＧｒｄＣｏｏｒｔｏｉｎｍｅｗｅｕｌｒａＺｈａｕｎｇｏｗｅｉｒａｉｎＪａｇｎＰｏｒＳｐｐｙＢｕｅｕｐｎｇＪｎ
这是个最基本的方法。该方法的理论基础是故障线路的零序电流等于其他正常线路电容电流之和，据此，通过比较零序电流的大小，即可找出故障线路，但当电网中一条线路过长，电容电流大于其他各线路电容电流之和的情况下，则难于正确选线，且系统有消弧线圈时，由于消弧线圈的补偿，故障线路的残流仅相当于系统电容电流ｋ的５１％，仅利用零序电流的大小已经很％－０难判断故障线路，因此，这一原理目前已经不再

小电流接地系统故障选线综述

小电流接地系统故障选线综述班级：姓名：学号：小电流接地系统故障选线综述摘要：小电流接地系统是我国配电网采用的主要接地方式，是非直接接地系统，此类系统发生最多的是单相接地故障。

小电流接地系统单相接地故障选线一直是电力系统继电保护的重要研究课题。

本文对近几年的小电流故障选线算法进行了归纳和综述，回顾了近年来国内外研究者在这一领域所做的广泛而深入的工作和取得的成果，初步探讨了今后研究的难点和研究方向。

关键词：继电保护；小电流接地系统；故障选线引言小电流接地电网发生单相接地故障时其线电压仍对称，不影响对用户的供电，故不必立即分断故障电路，有利于提高供电的可靠性，我国中压电网一般采用小电流接地方式。

但随着馈线的增多，电容电流也在增大，长时间运行就易使故障发展成2点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以必须及时找到故障线路予以切除。

单相接地故障占小电流接地系统故障的80％以上，且此时稳态接地电流的幅值较小，谐振接地系统更是如此，给故障选线增加了不小的难度。

单相接地故障的故障线路可靠识别一直没有得到彻底解决，国内外学者对此做了大量工作，已经研究出的选线原理主要可以分成2大类：基于稳态信号的故障选线原理和基于暂态信号的故障选线原理，不论是稳态信号还是暂态信号都是基于零序分量的各种参数(电流的大小、相位及功率等)。

我国选线保护研究开始于五十年代，有利用零序过电流选线，无功功率方向选线，以及从基波发展到五次谐波选线，也有首半波法选线等等，先后推出了几代产品，其中最具有代表性的有北京自动化设备厂的 XJD 系列、许继的 ZD 系列，以及邯山电力自动化研究所的 LH-02F 接地选线装置。

这些装置在选线初期的准确率都较高，但是电网规模扩大后，电网的复杂程度越来越高，供电可靠性的要求也越来越高，很多在以前能够很好的解决小电流接地选线问题的装置目前已经不再适用。

小电流接地方式简介：1.中性点不接地系统中性点不接地方式结构简单，运行方便，据统计单相接地故障占整个配网故障 80%以上，在发生单相接地故障时，虽然非故障相相电压升高，但系统线电压仍然不变且三相对称。

10 接地选线原理

1 接地选线原理
当10kV配网系统发生单相接地故障时，故障相中负序及零电压方向与正序电压方向相反，正序、负序及电流方向相同，且零序电流方向滞后零序电压约90°。

故障相中零序功率由线路流向电源侧，非故障相中零序功率由电源侧流向线路。

所以，中性点不接地配网系统中，发生单相接地故障时，系统中的电压电流有以下特定关系：
·在非故障线路中3I0的大小，等于本线路的接地电容电流。

·故障线路中3I0的大小，等于所有非故障线路I0（接地电容电流）之和，接地故障处的电流大小，等于所有线路的电容电流的总和。

·非故障线路的零序电流以超前零序电压90°。

·故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180°。

根据以上对中性点不接地10kV配网系统发生单相接地故障特点的分析，可知判定接地线路的一般数学依据是：
·接地线路的零序功率由线路流向母线。

·接地线路的I0幅值最大，且滞后3U0，相角约90°。

·如无接地线路，判断为母线接地。

2 10 kV线路接地选线的两种实现方法
现有的变电站综合自动化系统中，10 kV线路接地选线功能主要有两种实现方法：一是基于综合自动化系统的分布式接地选线系统，二是基于智能化自动调谐式消弧系统的专用接地选线系统。

小电流接地故障选线技术综述

・综述・小电流接地故障选线技术综述艾　冰,张如恒,李亚军(廊坊供电公司,河北廊坊065000)摘　要:文章介绍了小电流接地方式的发展简况,在分析小电流接地故障稳态与暂态信号变化特征的基础上对各种接地选线技术进行了评述。

文章还介绍了一种最近开发出的利用暂态信号的接地选线技术的应用情况,这种新技术灵敏度高、可靠性好,特别适用于谐振接地电网。

关键词:电力系统;配电网;中性点接地;小电流接地系统;故障选线中图分类号:T M727.2;T M862 文献标识码:B 文章编号:100329171(2009)0620045205S ma ll Curren t Ground Connecti on Routi n g Techn i quesA iB ing,Zhang Ru2heng,L i Ya2jun(Langfang Power Supp ly Company,Langfang065000,China)Abstract:The ways of s mall current gr ound connection was introduced in this paper.Based on analysis of homeostasis and transient state signal changing characters,we co mpared different gr ound connecting methods.W e als o discussed the newly developed,using transient state signal r outing method.This method is more sensitive,more reliable.It is an ideal method for resonance gr ound connecting power grid.Key words:po wer system;distributi on net work;neutral point gr ound connection;s mall current ground connecti on sys2 tem;failure r outing0　引言我国配电网中性点广泛采用不接地与经消弧线圈接地这两种非有效接地方式,习惯上称为小电流接地方式。

接地故障原理

接地故障原理《接地故障原理》1. 引言你有没有想过，当家里的电器突然出现故障，有时候可能是因为接地出了问题。

那接地故障到底是怎么一回事呢？今天，我们就来一起搞懂接地故障原理，让你从基础概念到实际应用，从常见问题到未来发展，全方位地了解它。

这篇文章将包含接地故障的基本概念、运行机制、在生活和工业中的应用、常见的误解以及相关的知识拓展等内容。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景接地故障简单来说，就是电路中的电流没有按照正常的路径流动，而是流向了大地或者不应该去的地方。

这就好比在马路上，车辆都应该在自己的车道行驶，如果有车突然开到人行道或者其他不该去的地方，那就乱套了。

接地故障的概念源于对电路安全性和稳定性的考量。

早期人们在使用电力的时候，发现电流乱跑会带来很多危险，比如触电、电器损坏等，于是开始研究如何规范电流的路径，这就逐渐形成了接地故障相关的理论。

2.2运行机制与过程分析当发生接地故障时，比如说一根电线的绝缘层破损了，里面的电流就可能通过破损处流向大地。

正常情况下，电流是在电路的导线中从电源流向用电器再流回电源的。

就像水在封闭的水管里流动一样，现在水管破了个洞，水就流到外面去了。

如果是在三相电路中，一旦某一相发生接地故障，三相电路的平衡就被打破了。

以三相电动机为例，如果一相接地，电机可能会因为缺相而不能正常工作，而且接地电流还可能会引发其他安全问题。

3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在我们日常生活中，接地故障保护装置到处可见。

比如说家里的漏电保护器，当它检测到有接地故障，也就是有电流流向大地而不是按照正常回路流动时，它就会迅速切断电路。

这就像一个守门员，一旦发现有异常的“球”（电流）跑向不该去的地方，就马上把“球门”（电路）关闭。

还有插座上的接地孔，它的作用是将电器可能泄漏的电流引入大地，防止我们在接触电器时触电。

3.2高级应用与前沿技术在工业领域，像大型的电力变电站，接地故障检测系统是非常重要的。

小电流接地故障选线装置的原理及应用

小电流接地故障选线装置的原理及应用介绍了小电流接地系统接地选线的意义，阐述了一种选线装置的原理及结构。

总结了选线装置在实际应用中存在的问题。

标签：小电流接地系统；选线原理；应用及故障分析引言小电流接地系统在国内66kV及以下电压等级的电网系统中应用非常广泛，而单相接地故障在小电流接地系统中故障率很高。

随着近年来电网容量的加大，接地电流也不断增大，因单相接地故障造成的损失越来越严重。

因单相接地时，非故障相对地电压升高，易产生系统谐振，对电网设备的绝缘产生破坏作用，损伤积累到一定程度会造成避雷器、PT爆炸或绝缘子闪络等情况发生。

通常选线的办法是利用变电所绝缘监察装置发出的接地信号，然后根据接地拉闸选择出接地出线柜。

没有发生单相接地的线路，也需短时间停电，这对要求连续供电的企业会造成影响。

所以研究应用快速、准确的小电流接地选线装置意义重大，可大大提高电力供应中的安全、经济型。

1 JDBH-10/1型小电流接地保护选线装置原理及性能1.1 基本原理JDBH-10/1小接地电流系统消弧、过压、感电保护装置（以下简称装置），是一种针对中性点不直接接地系统，发生单相接地故障时，实现快速熄灭故障点电弧，对人体和设备进行保护的装置。

该装置以接地选相控制装置为核心设备，实时采集、计算母线电压及零序电压的变化，识别系统有无接地和接地的相别。

如果系统某一相发生接地故障时，接地选相装置快速开出相应相别的真空开关合闸指令，将故障相与接地网直接连接。

装置的接地电阻在0.5欧以下，远远小于接地故障点处的接地电阻，利用并联分流原理，可以很好的转移接地故障点处的入地电流，让接地相与大地强迫等电位，使接地故障点处的电弧不能维持而熄灭，从而对人身感电及间歇性接地引发过电压等故障起到保护作用。

它根据装置动作前后，系统零序电流方向的变化和附加的零序阻抗选线法，来进行选线；有别于一般的选线装置，提高了选线的精度。

克服了中性点不直接接地系统，单相接地时易飞弧、过电压扩大事故及人身感电不及时跳闸的缺点，实现了既提高供电可靠性，又快速保护的目的。

小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

１小电流接地系统的应用
在我国很大部分的配电网都采用中性点不直接接地系统，这种系统在出现单相接地故障问题时，因不能构成低阻抗短路回路，从而让接地短路中电流较小，一般也将中性点不直接接地系统又被称之为小电流接地系统。应用小电流接地系统的优势在于，一旦发生单相接地故障，故障所引起的电流较小，所出现的单相接地电弧绝大部分都可以自行熄灭，三相线电压对称没有发生改变，故障对负荷不间断供电不产生影响，在规程规定中，依然可以保持１～２ｈ左右的运行。然而在小电流接地系统单相接地故障运行过＝１１，故障相对电压变为Ｏ，非故障电压发生改变，逐渐升高为线高压，过高压的出现，容易对电网线路与设备的绝缘性能造成危害，甚至可能导致发生短路故障，引发更大的事故。为此，需要快速而准确的找出故障线地选线方法
配电网中广泛应用了小电流接地系统，这种系统接地选线装置多是建立在接地故障产生的稳态工频或谐波信号基础上进行研究开发的，利用接地故障稳态信号的方式被称为稳态选线法。
３．１首半波选线法
首半波选线法是通过线路故障暂态零序电流与电压初始阶段极性存在着一段时间相反，但非故障线路相同的特点进行故障选线的，这种方式是建立在接地故障是发生在相电压接近最大值假设的基础上来实在出现单相接地故障时，通过故障线路的零序电流十分大，在数值但由于极性关上与非故障线路对地电容电流的总和是一致的。结合故障线路零序电流现的。首半波选线法在不稳定接地故障检测中较为适用，且受到线路参数等因素的影响，限制较多。幅值较之非故障线路电流幅值的情况进行故障选线的方式，就是零序电系成立的时间较短，３．２暂态选线法流幅值比较选线法。但零序电流幅值比较选线法并不能排除线路长短、过渡电阻大小、电流互感器不平衡等因素的影响。暂态选线法根据线路中存在的相频特性，对特征频段进行了定义。无功功率与内容性电流的规律主要如下：零序电流幅值比较选线法存在两种变形，针对特定条件，采取不同在特定频段中，当系统存在且只有两条出线时，故障线路幅值与非故障线路幅值相方式。第一种变形指的是，比较线路中零序电流与其他线路零序电流之如存在多条出线，故障线路零模电流幅值与所有非故障线路中的任和，其中电流幅值等于其他线路零序电流之和的是故障线路，如所有线等；在发生接地故障后，故障线路中零模电流是由线路向母线路都不成立，则判断为母线故障；第二种变形，需要预先计算出每条馈线意一条要大；而非故障线路零模是则是从母线向线路传递的，如母线处对地电容量，在出现单相接地故障后，将预先计算的电容电流量与实际进行传递的，则所有线路零模都是由母线向线路传递。暂态选线法利用测得的零序电流相对比，不相等的那条线路则是故障线路，如均相等则于接地状态，较为适用于间歇性接地故障检测，检测灵敏度较好。判断为母线故障。这种故障选线方法因电网消弧线圈补偿电流与故障电暂态能量特征频段，

接地故障选线原理综述

接地故障选线原理综述0引言目前世界各国的配电网都采用中性点不直接接地方式（NUGS）。

因其发生接地故障时，流过接地点的电流小，所以称其为小电流接地系统。

可分为中性点不接地系统（NUS）、中性点经电阻接地系统（NRS）和中性点经消弧线圈接地系统（NES）。

故障时由于三个线电压仍然对称，特别是中性点经消弧线圈接地系统，流过接地点的电流很小，不影响对负荷连续供电，《电力系统安全规程》规定仍可继续运行0.5~2个小时。

但小接地电流系统在单相接地时，非故障相电压会升为线电压，长时间带故障运行极易产生弧光接地，形成两点接地故障，引起系统过电压，从而影响系统的安全。

因此，需要一种接地后能选择故障线路的装置开展故障检测，一般不动作于跳闸而仅动作于信号。

1研究状况回忆国外对小电流接地保护的处理方式各不一样。

前苏联采用中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式，保护主要采用零序功率方向原理和首半波原理。

日本采用高阻抗接地方式和不接地方式，但电阻接地方式居多，其选线原理较为简单，不接地系统主要采用功率方向继电器，电阻接地系统采用零序过电流保护瞬间切除故障线路。

近年来一些国家在如何获取零序电流信号及接地点分区段方面作了不少工作并已将人工神经网络应用于接地保护。

美国电网中性点主要采用电阻接地方式，利用零序过电流保护瞬间切除故障线路，但故障跳闸仅用于中性点经低阻接地系统，对高阻接地系统，接地时仅有报警功能。

法国过去以地电阻接地方式居多，利用零序过电流原理实现接地故障保护，随着城市电缆线路的不断投入，电容电流迅速增大，已开始采用自动调谐的消弧线圈以补偿电容电流，并为解决此种系统的接地选线问题，提出了利用Prony方法[1]和小波变换以提取故障暂态信号中的信息（如频率、幅值、相位）以区分故障与非故障线路的保护方案，但还未应用于具体装置。

挪威一公司采用测量零序电压与零序电流空间电场和磁场相位的方法，研制了一种悬挂式接地故障指示器，分段悬挂在线路和分叉点上。

接地选线的原理分析及现状

80%为单项接地故障，非故障相电压升高，间歇性的接地故障可能引起更高的过电压，单项接地保护方法：零序电流幅值比较法；零序电流方向保护；零序有功电流方向保护，零序五次谐波电流比相比幅法，注入信号法（S注入），零序导纳法，——-（原理和优缺点…）接地故障的类型（金属性高阻接地等）这些方法主要是针对稳态接地故障提出的，而电弧接地，间歇性电弧接地，雷击绝缘击穿，风雨造成的树枝与带点导体的短时接触，弱绝缘击穿等类型的接地故障，稳态分量可能很小而暂态分量又很大，基于稳态的将会出现拒动或者误动）小波分析法对暂态分量进行精确分析，特别是对瞬时突变的信号和微弱的信号变化比较敏感，但正是因为其敏感性，其抗干扰能力也不太强，另外接地点过度电阻的增大将极大的减低零序电流的突变量，有可能漏判；还有一种利用暂态分量的频率，幅值等参数实现接地保护，同样该参数会受到电网参数，接地时刻，接地电阻等多种因素的影响。

目前小电流接地不能非常令人满意的原因之一就是对电弧接地的认识不足，特别是间歇性的电弧接地，尤其是架空线间歇性电弧接地比重比较大，电弧电流与稳态电流相比有较大的畸变，接地电流由高频电流和工频电流叠加而成，，电弧接地由于介质承受不了两端电压而击穿造成，一般发生在相电压接近最大值的时刻。

暂态电容电流可以看成两部分电流之和：1.故障相电压突降引起放电电容电流，该电流有母线流向故障点，，衰减很快，频率可达几十千HZ或几百千HZ 震荡频率主要由电网系统参数，故障点位置及过度电阻的数值决定，频率高，衰减速度快，对接地保护检测效果不大。

2.非故障相电压升高引起的充电电容电流，主要通过变压器线圈而形成回路，由于整个回路电感较大，充电电流衰减较慢，震荡频率业较低，（300-3000HZ）幅值大，所以比较方便用于检测。

中性点经消弧线圈接地，由于暂态电流频率很高，可以认为开路》试验结果：1.接地电流，各线路零序电流，零序电压含有大量衰减的暂态分量，且电流分量远大于电压分量。

小电流接地系统

标题：小电流接地系统单相接地故障选线原理综述由于线路自身的电容电流可能大于系统中其他线路的电容电流之和，所以按零序电流大小整定的过电流继电器理论上就不完善，它还受系统运行方式、线路长短等许多因素的影响，而导致误选、漏选、多选;“功率方向”原理采用逐条检测零序电流i0功率方向来完成选线功能，当用于短线路时，由于该线路的零序电流小，再加之功率方向受干扰，在一定程度上选线是不可靠的，更多地发生误、漏选情况; 用各线路零序电流作比较，选出零序电流最大的线路为故障线路的“最大值”原理，在多条线路接地或线路长短相差悬殊的情况下，很可能造成误选和多选;“首半波”原理基于接地故障发生在相电压接近最大值瞬间这一假设，利用故障后故障线路中暂态零序电流每一个周期的首半波与非故障线路相反的特点实现选择性保护，但它不能反映相电压较低时的接地故障，且受接地过渡电阻影响较大，同时存在工作死区; 利用5次或7次谐波电流的大小或方向构成选择性接地保护的“谐波方向”原理，由于5次或7次谐波含量相对基波而言要小得多，且各电网的谐波含量大小不一，故其零序电压动作值往往很高，灵敏度较低，在接地点存在一定过渡电阻的情况下将出现拒动现象。

群体比幅比相原理此种方法为多重判据，多重判据即为用二种及以上原理为判据，增加可靠性和抗干扰性能力，减少受系统运行方式、长短线、接地电阻的影响。

文[2]采用幅值法与相位法相结合，先用“最大值”原理从线路中选出三条及以上的零序电流i0最大的线路，然后用“功率方向原理从选出的线路中查找零序电流i0滞后零序电压u0的线路，从而选出故障线路。

该方案称为3c方案，因排队后去掉了幅值小的电流，在一定程度上避免了时针效应，另外排队也避免了设定值，具有设定值随动的“水涨船高”的优点。

它既可以避免单一判据带来的局限性，也可以相对缩短选线的时间，是较理想的方式。

3c方案中，因i3也可能较小，由此相位决定是i2还是i1接地可能引起误判，i3越小，误判率越高，为此文[3]提出的mln系列微机选线装置扩展了4种选线方案，除3c方案外，增加了2c1v、1c1v、2c、1c方案，由计算机按不同条件选择合适的方案或人为设定方案判线，判线准确率得到进一步改善。

小电流接地选线原理

一般都基于以下几种原理一、零序功率方向原理零序功率方向原理的小电流接地装置就是利用在系统发生单相接地故障时，故障与非故障线路零序电流反相，由零序功率继电器判别故障与非故障电流。

二、谐波电流方向原理当中性点不接地系统发生单相接地故障时，在各线路中都会出现零序谐波电流。

由于谐波次数的增加，相对应的感抗增加，容抗减小，所以总可以找到一个m次谐波，这时故障线路与非故障线路m次谐波电流方向相反，同时对所有大于m次谐波的电流均满足这一关系。

三、外加高频信号电流原理当中性点不接地系统发生单相接地时，通过电压互感器二次绕组向母线接地相注入一种外加高频信号电流，该信号电流主要沿故障线路接地相的接地点入地，部分信号电流经其他非故障线路对地电容入地。

用一只电磁感应及谐波原理制成的信号电流探测器，靠近线路导体接收该线路故障相流过信号电流的大小（故障线路接地相流过的信号电流大，非故障线路接地相流过的信号电流小，它们之间的比值大于10倍）判断故障线路与非故障线路。

高频信号电流发生器由电压互感器开口三角的电压起动。

选用高频信号电流的频率与工频及各次谐波频率不同，因此，工频电流、各次谐波电流对信号探测器无感应信号。

在单相接地故障时，用信号电流探测器，对注入系统接地相的信号电流进行寻踪，还可以找到接地线路和接地点的确切位置。

四、首半波原理首半波原理是基于接地故障信号发生在相电压接近最大值瞬间这一假设。

当电压接近最大值时，若发生接地故障，则故障相电容电荷通过故障线路向故障点放电，故障线路分布电感和分布电容使电流具有衰减振荡特性，该电流不经过消弧线圈，故不受消弧线圈影响。

但此原理的选线装置不能反映相电压较低时的接地故障，易受系统运行方式和接地电阻的影响，存在工作死区。

综述︱小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

综述︱小电流接地系统单相接地故障选线方法综述福州大学电气工程与自动化学院的研究人员姜健、鲍光海，在2015年第12期《电气技术》杂志上撰文指出，中性点经消弧线圈接地是小电流接地系统方式之一，这类系统随着消弧线圈补偿程度与接地电阻的不同具有不尽相同的故障信号，是目前选线的难点。

本文根据现有研究，总结了小电流接地系统单相接地故障选线方法，对近几年基于暂态量选线的方法进行详细阐述和归纳，结合配电网的现实情况以及今后的研究方向提出了几点意见。

智能配电网作为智能电网的核心部分之一，其中故障选线技术作为保证配电网安全可靠稳定运行的基础性工作，具有重要现实意义[1]。

我国6-66kV中压配电网的中性点一般采用小电流接地系统，具体包括：中性点不接地系统（neutral ungrounded system, NUS），中性点经消弧线圈接地，即谐振接地系统（neutralresonant-grounded system，NES）和中性点经高阻接地系统（neutralresistor-groundedsystem，NRS）。

当配电网某一相发生接地故障时，不构成短路回路，且接地点的故障电流小，故这类系统称为小电流接地电系统[2]。

这类接地方式特点有：①故障稳态信号微弱。

小电流接地系统发生单相接地故障时产生的是系统对地电容电流，数值小。

经消弧线圈补偿后（过补偿、欠补偿、完全补偿），数值更小。

②单相接地情况复杂，受电弧影响大。

单相接地故障可分为：直接接地、经高阻接地、电弧接地以及雷击放电接地。

单相接地往往伴随着电弧现象，而电弧又是典型的暂态过程。

③故障暂态特征复杂，随机性强。

故障电压和电流在暂态过程中有着丰富的特征量，并且不受消弧线圈的补偿的影响。

但是暂态信号特性复杂，在不同的故障发生条件下，暂态量信号又有所差异。

由于上述技术难题，中性点谐振接地接地系统，基于故障稳态量的选线方法存在不可避免的缺陷。

因而对于谐振接地系统基于故障暂态量的选线方法成为了许多相关学者的研究重点。

接地选线装置原理

接地选线装置原理接地选线装置是电力系统中一种重要的电气设备，用于保护电力设备和人员的安全。

它的作用是在发生接地故障时，及时选择合适的地线，将电流迅速导引至接地，以有效地保护电力设备的正常运行和人身安全。

接地选线装置的原理主要包括选择地线的准则和过程。

一、选择地线的准则在选择地线时，必须根据实际情况和规定遵循以下准则：1. 根据系统的故障类型来选择地线。

根据故障的性质和特点，选取合适的地线类型，例如直线型、环型或L型地线。

2. 根据故障点的位置来选择地线。

根据故障点距离电源的远近，选取距离最近的地线，以减小接地电阻，提高保护效果。

3. 根据电流大小来选择地线。

根据故障电流的大小，选取能够承受该电流的地线，以防止地线烧毁或过载。

4. 根据地线的负荷能力来选择地线。

根据设备的负荷电流和过载能力，选取能够承受该负荷的地线，以保证地线不受损坏。

5. 根据地线的可靠性来选择地线。

选取质量可靠、性能稳定的地线，以确保其长期可靠地工作。

二、选择地线的过程选择地线的过程主要包括故障检测、地线选择和地线连接三个环节。

1. 故障检测在发生接地故障时，接地选线装置首先进行故障检测。

它通过监测电流、电压、电阻等参数来确定是否发生接地故障，并确定故障点的位置。

2. 地线选择根据故障检测的结果，接地选线装置会自动选择合适的地线。

它根据故障类型、故障点位置、电流大小等准则，计算出最佳的地线选择方案。

3. 地线连接在地线选择后，接地选线装置会自动将地线连接到故障点。

它通过控制开关、继电器等装置，将地线与故障点连接，形成安全的接地路径，以保护电力设备和人员的安全。

三、接地选线装置的优势接地选线装置在电力系统中具有以下优势：1. 快速响应：接地选线装置能够快速检测故障并选择合适的地线，使故障得到及时隔离和修复，减少了故障对电力系统的影响。

2. 自动操作：接地选线装置可以自动完成地线选择和连接的过程，无需人工干预，减少了人力成本和操作难度。