干扰方向检测技术在故障分析中的应用价值

编者按通过对小电流接地系统优缺点及单相接地故障的特点分析，结合单相接地发展成两相短路故障与单相接地故障初期监测并及时被排除的两个工程实例，说明电能质量仪表的干扰方向检测技术在故障分析中的重要应用价值。

0引言

在我国的配电网系统中接地方式，一般分为大电流接地方式和小电流接地方式，其中大电流接地方式包括中性点直接接地和经小电阻接地，而小电流接地方式包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地。(3~66)kV的电力系统，大多数采用中性点不接地的运行方式。只有当系统单相接地电流大于一定数值（（3~10）kV大于30A；20kV以上大于10A）时，才采取中性点经消弧线圈接地。小电流接地系统发生单相接地故障时接地电流非常小，传统的单相接地故障监测装置误差率较高，因此电能质量仪表在单相接地故障初期，能够准确监测到故障时的异常电压数据，并给出扰动源的方向，对快速定位、排除故障具有重要的应用价值。

1小电流接地系统的优缺点

据统计单相接地故障占中压电网故障的70%，是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线，单相电缆绝缘破损以及小动物危害等诸多因素引起的。

在小电流接地系统中，发生单相接地后，当线路较短时，接地电容电流不大，不会形成稳定的接地电弧，电弧能迅速自熄，能自动地清除单相接地故障，而无需使线路断开，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1~2h，从而大大提高了供电可靠性，这也是小电流接地系统的最大优点。

小电流接地系统的缺点是，若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高1.732倍，可能引起非故障相绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。

还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时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。因此，当发生单相接地故障时，必须及时发现并排除故障。小电流系统单相接地时的运行状态，其不同于正常运行状态的信息主要有2点①故障线路流过的零序电流是全系统的电容电流减去自身的电容电流，而非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流。②故障线路的零序电流是从线路流向母线，非故障线路的零序电流是从母线流向线路，两者方向相反。

从小电流系统单相接地时与正常运行时，状态信息的不同看，故障线路的判定似乎非常容易，然而事实并非如此，这是由于电流信号太小，干扰大，信噪比小，随机因素影响的不确定，电容电流波形的不稳定。在小电流接地选线装置自20世纪80年代问世以来，已经历了几次技术更新换代，其选线的准确性也在不断提高，尽管设备厂方宣称100%的选线正确率，但工程实际应用中均存在误判率较高的问题，使许多用户有一种不用麻烦，用了也麻烦的感觉，故现场很多情况下都是选检设备闲置退出而采用手动拉闸试验的原始方法查找接地。