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中低压配电系统单相接地故障及其保护分析

1概述

中低压配电系统故障分为相间短路和单相接地，相间短路又分为三相短路和两相短路。相

间短路称为金属短路或永久性短路，短路电流比较大，危害也大，继电保护必须可靠、迅速

而有选择性将故障切除。单相接地故障的故障电流随配电系统中性点接地方式不同有很大差

别。电源中性点不接地以及经大电阻或消弧线圈接地的配电系统，发生单相接地故障后，由

于没有形成回路，接地故障电流为对地电容电流一般比较小，可继续运行一定时间，但应有

报警，以便及时查找故障。电源中性点直接接地的配电系统发生单相接地故障后，接地相经

过大地与电源中性点形成回路，故障电流为短路电流就比较大，继电保护应可靠、迅速而有

选择性将故障切除。

电源中性点不接地以及经大电阻或消弧线圈接地的配电系统，接地故障［Earthfault］是

指相线和电气装臵的外露导电部分，以及大地间的短路，它属于单相对地故障，它和相线与

中性线的单相短路无论在危害后果与保护措施上都十分不同。绝缘损坏或损伤是较常见的接

地故障，此时为非金属性短路，短路电流随绝缘损坏程度不同差别比较大，故障电流相差也

比较大。这就给继电保护选择与整定造成较大困难。绝缘损坏往往会带来人身电击伤害和火

灾，因此必须采取一定措施限制故障电压升高和其作用时间，防范人体与危险电压的接触，

并且要求电器装臵的接地要合理可靠，并应有接地故障保护。

2电源中性点不直接接地配电系统的单相接地故障与保护

2.1电源中性点不直接接地配电系统单相接地故障分析

我国目前6～10kV与35kV配电系统为小电流接地系统，其电源中性点有不接地、经大电阻

或消弧线圈接地三种方式。正常运行时三相对地电容电流大小相等，相位各落后于相电压90

度，电容电流分布与相量图。见图1。

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图1中性点不接地系统单相接地电容电流分布与相量图

当发生单相接地故障时，电源中性点对地电位升高为相电压，故障相电位接近或等于地电

位，其它两相对地为升高为线电压，其值为相电压的√3倍。各相之间的电压大小和相位均

无变化，仍然对称，这是电源中性点不接地配电系统发生单相接地之后仍可运行一段时间的

主要原因，一般规定为1到2小时。

由图1可知发生单相接地后三相