[行业技术文章]单相接地故障探测器的方案对比

1五次谐波电流增与相电压突降方案分析

该方案问题的焦点在于五次谐波电流增的判据。

五次谐波电流源于电弧炉、可控硅等非线性负荷，假设没有这些非线性负荷，五次谐波电流就很小。《高次谐波》提供的数据是，发机电出线端所有高次谐波电压总和小于0.28。假设按排挤线对地基波电容电流3A/100km，五次谐波电压按0.1计较，可计较出100km排挤线五次谐波电压发生的对地电容电流为3A×0.1×5=15mA。也就是说，接地时所发生的五次谐波对地电容电流是远远低于该类接地检测产物说明书中标明的30mA增的幅度的，是以基本不成能准确指示。国内农村变电站出线总长年夜多在100km左右，且电缆很少，现实的五次谐波对地电容电流还要小于上述15mA的计较值。

综上所述，从理论上讲，对于非线性负荷较小的系统，单靠线路五次谐波电压发生的五次谐波电流显然不能知足年夜大都接地故障指示器动作的要求。

再看非线性负荷不算较小的线路情况。

非线性负荷只能在线路上发生谐波电流，但该谐波电流其实不能在发生单相接地时在故障线路上发生增。由于接地故障点流过的电容电流长短故障相对地的电容电流，其中的五次谐波电流是由五次谐波电压发生的。五次谐波电流在线路上发生的谐波电压降为线路阻抗乘谐波电流，该电压降可以给故障线路提供谐波电流增，但受线路阻抗、非线性负荷的位置等不定身分的影响，这一增极不肯定。因而可知，以五次谐波电流增作为判定单相接地的判据显然不够充实。

再来看看现实运行情况。

我领会到的运行单元有安宁、珠海供电局，反映此类产物指示不准、误动、拒动严重。

现场录波数据显示，故障出线只有60左右泛起五次谐波电流增加，同时尚有16非故障出线也有五次谐波电流增加现象，难怪误动、拒动现象频仍。

据此，不管从理论分析、现场运行仍是录波数据均证实五次谐波增法不能作为单相接地故障的判据。所以，以五次谐波电流增和相电压突降作为判据的故障指示产物是不成能准确动作的。

2首半波方案

这是一个理论上可行而现实上不成行的方案。先说说理论上可行的情况。

假设发生单相接地时相对地电压处于峰值，同此时该线路尽缘承受的电压高，发生击穿的机遇年夜。同时该故障点前后的线路对地电容电压处于峰值，必然对故障点放电。故障点前后的放电电流标的目的相反，流向故障点。以相电压作为参考，故障点前后的放电电流相位相差180°。变电站故障出线放电电流流出，非故障出线放电电流流进。是以，以此作为变电站小电流接地选线，从理论上讲是可行的。

然而，在几十年前就曾有用此原理做小电流接地选线装配，但运行效果欠好，早已被淘汰，今朝的接地选线产物也不再采用此原理。

为验证这一点，并分析缘由，我们曾做现场录波，成效以下：

现场接地址为金属性接地，用开关操作接地100次，成效显示只有60的波形合适理论波形。

现场接地址为放电间隙，开关合闸后间隙击穿，模拟现实击穿故障100次，成效显示只有50的波形合适理论波形。分析其缘由可能有以下三个；，首半波的条件是假设尽缘击穿时相电压为峰值，现实上尽缘击穿未必一定在峰值，线路对地电容放电电压也未必在峰值，是以放电电流幅值受限制，首半波的特征就不较着；第二，接地址电阻限制电容放电电流，接地址电阻离布式性很年夜，不能保证每次首半波放电均能按理想条件进行放电，形成理想波形；第三，接地址电阻应当有一个从高电阻向低电阻转化的进程，假设这个转化进程的速度足够快，那末电容放电首半波就比力较着，反之就不较着。

由于现实波形与理论相符的几率太低，基本不能知足检测故障的要求，难怪采用此原理的早期选线装配被淘汰。

为什么会泛起理论和现实有这么年夜的差距呢？我认为，人们对电弧的熟悉还处于堆集数据阶段，电弧的运动纪律还没有完全被熟悉与掌控。是以，以此原理作为产物投进现实运行，显然还不够成熟。

固然，本着峻厉的立场，还希看各地销售人员注重收集用该原理做的产物，在现实运行中的情况。

从以上两种检测方式来看，其配合的缺陷是接地故障后没有较着的电流特征，指示器没有的判据。

3加装旌旗灯号源方案

该方案是今朝理论上靠得住的，经现实运行证实是准确方案。

接地时，旌旗灯号源给故障线路一个具有较着特征的电流旌旗灯号，电流幅值可到达几十安，指示器有的动作判据，可以保证准确动作、指示靠得住。从近一年运行成效讲明，该产物已日益稳定。

4竣事语

由于众所周知的缘由，单相接地故障探测指示器产物在国内市场属于“锦上添花”型的产物，这也给了不负责任的厂家和不成熟的产物以机遇和滋生的土壤。然而，随着市场的规范和用户治理水平的提高，年夜浪淘沙，终留下的一定是靠得住的产物。