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【摘 要】配网系统单相接地故障实用选线技术已经取得了很大的进展。本文介绍了注入信号法、中电阻法、暂态法等方法的基本选线原理，并针对选线可靠性、安全性等方面对其进行了性能分析，并针对运行中出现的问题提出了几点注意事项。
【关键词】小电流接地系统;单相接地故障;选线原理;运行经验
随着配电网络的发展，使用地下电缆数量日益增多，系统的电容电流大幅增长，因弧光不 能自动熄灭而产生相间短路或因间歇性弧光引起的过电压事故也日益增多。为提高供电可靠性， 配电网中性点的接地方式大都改为了谐振接地方式。
本文介绍了目前小电流接地系统应用较多且具有一定的效果的障选线技术的最新进展，如注入信号法、中电阻法、暂态法等，以及在运行中出现的问题及注意事项等。
1.选线原理
按照利用信号的稳态分量或者暂态分量，选线方法可分为稳态选线和暂态选线两大类。注入信号法、中电阻法、残留增量法属于稳态选线，而暂态法属于暂态选线。
按照所利用信号的来源，选线方法可分为主动式选线和被动式选线两大类。其中，主动式选线方法需要安装专有设备或需要其它设备配合，以改变一次系统运行状态利用其产生的附加信号，或者利用向系统注入特有信号实现选线；被动式选线方法不需要任何其它设备配合，仅依靠故障自身产生的信号实现选线。按照该标准，注入信号法、中电阻法、残留增量法属于主动式选线，而暂态法属于被动式选线。
1.1注入信号法
当系统发生接地故障后，接地相的电压互感器(TV)二次输出为零，处于“闲置”状态。通过该TV向系统耦合一电流信号，该信号沿母线和故障线路的接地相流动，经故障点和大地返回，根据信号寻迹原理即可确定故障线路和故障点。注入信号的频率取在各次谐波之间，保证不被工频分量及各次谐波分量干扰。
1.2中电阻法
通过开关在消弧线圈旁并联一个电阻，发生接地故障时，若为瞬时性故障，则电阻不投入。如果是永久接地故障，则延时一殷时间后闭合开关投入电阻，该电阻产生的有功电流仅流过故障线路，据此可实现选线，需要注意的是，对于金属性接地故障，仅故障线路零序电流变化。如果故障点存在过渡电阻，则各出线零序电流均有变化，但故障线路变化最大。
从本质上讲，中电阻选线方法与残流增量选线方法是一致的，区别主要在于中电阻产生的附加电流远远大于后两者，从某种意义上讲，已经改变了系统中性点的接地方式。
1.3暂态法
通过建立线路分布参数的小电流接地故障模型，对故障暂态特征进行了深入研究。发现从直流分量（中性点不接地系统）或3次谐波（经消弧线圈 系统），到所有线路首次串联谐振频率间的频段（称为特征频段．SFB - SelectedFrequency Band）内，所有线路检测阻抗均呈容性，均可等效为集中参数电容。证明了SFB内包含了暂态零序电流的大部分能量，且故障线路幅值最大、极性和流向与健全线路相反，可用来选择故障线路。而SFB外，暂态信号不具有统一分布规律，对选线起干扰作用，必须滤除。
基于暂态零序电流特征分量（SFB内分量）的幅值比较、极性比较、无功功率方向等三种选线算法。三种方法适应性、可靠性等检测性能各异。同时，监测系统实际运行中面临的情况比较复杂（如CT极性、变比不统一）．如果单独运用某一种方法结果均不够可靠。
２．各选线方法的性能分析
2.1选线可靠性
在外界干扰一定的条件下，一种检测方法的可靠性与其利用的信息量直接相关。利用的信息量越大，信噪比越大，检测可靠性就越高。在相同的时间段内，所利用信号的幅值越大，可靠性越高。另一方面，利用信号的时间越长，如重复选线，可靠性也越高。
由于故障零序电流的暂态分量远大于稳态分量（最大可达数百安培）[l]，而注入信号法、中电阻法等又可重复选线，因此对于稳定的接地故障，各种选线方法均具有满意的可靠性。
故障点存在过渡电阻时，无论是故障产生的稳态电流、暂态电流，还是其它设备产生的附加工频电流或注入电流，其幅值均会随之下降，从而降低了选线可靠性。特别是高阻接地故障，各方法的选线可靠性均将明显下降。
2.2装置安全性
选线装置的安全性，一方面体现在装置自身安全，不发生安全事故或者发生事故时事故范围不扩大。另一方面体现在装置在工作中不对其它设备和一次系统造成潜在的危害。
对于主动式的选线方法，除了核心单元外，还需安装专有设备或需要其它设备配合。这些附加设备或附加的操作增加了系统的安全隐患。
３.运行经验总结
各种原理的接地选线装置或系统在现场实际安装、运行、维护和管理过程中出现了一些问题，下面就实际安装运行维护管理过程中出现的一些典型和常见问题进行总结。
3.1信号获取的有效性
无路何种选线原理的装置都必须保证信息获取的准确有效，比如零序电流互感器的安装接入的正确有效性。
首先，零序电流互感器与母线之间不应有接地点，即高压电缆外皮的接地线应穿过互感器在线路侧接地，当电缆穿过零序电流互感器时，电缆头的接地线应通过零序电漉互感器后接地，由电缆头至穿过零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。
其次，零序电流互感器型号统一问题。变电所各出线的零序电流互感器的特性必须一致，否则可能因特性不一致而造成误判断，这一点，尤其在变电所扩容新增加配电线路时一定要注意。新增线路的零序电流互感器必须与原有其它线路的零序电流互感器型号、生产厂家保持一致。对有架空出线的线路，虽然可以用三个单相的电流互感器合成零序电流，但由于与电缆出线零序电流互感器特性不一致，架空出线也应改为一段电缆出线，以便于用同型号零序互感器。
最后，零序电流互感器的极性问题。各配电线路的零序电流互感器的极性必须一致，并满足厂家要求。
3.2系统的运行方式问题
装置在运行过程中，如果系统的中性点运行方式发生改变，而装置又未作相应调整，将会严重影响选线准确率。例如，当系统接地方式改变时，能适用不同接地方式但需要人工改变运行模式的选线装置需要及时更改装置的运行模式。
系统中增加新的出线时，应及时将其信号接人。对于线路结构频繁变动的系统，则不易采用需要依赖线路参数进行选线的装置。
系统的出线采用多根电缆并列时，应采用内径较大的零序电流互感器或者将多根电缆电流互感器的出线并联输入选线装置。
3.3用户的运行管理问题
国家标准规定配网中的谐振接地系统发生单相接地最长允许带故障运行2小时，但未对接地选线装置制定像线路保护产品那样的强制性检验标准。同时由于选线装置的原理的多样性导致产品的多样性，多数用户对此未予重视，致使对所选用的装置的选线原理、适用条件的未作深入了解，出现问题后不关心、不解决。
为使选线装置真正发挥作用，建议用户定期检查装置工作状态，定期统计故障选线准确率，装置运行不正常或者适用条件变化时及时进行相应处理。
4.结论
小电流接地系统单相接地故障选线的原理迥异，装置设计、操作方式也不尽相同，对现场工程安装和用户使用的要求差异也较大，但装置设计已经能够基本满足现场需求。但由于现场复杂性和运行单位不够重视．本文实用选线方法的原理，使用部门需要根据具体条件谨慎选择，并加强维护。
【参考文献】
［１］贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理，中国电力出版社．
［２］桑在中，张慧芬，潘贞存等．用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护，电力系统自动化．
【关键词】小电流接地系统;单相接地故障;选线原理;运行经验
随着配电网络的发展，使用地下电缆数量日益增多，系统的电容电流大幅增长，因弧光不 能自动熄灭而产生相间短路或因间歇性弧光引起的过电压事故也日益增多。为提高供电可靠性， 配电网中性点的接地方式大都改为了谐振接地方式。
本文介绍了目前小电流接地系统应用较多且具有一定的效果的障选线技术的最新进展，如注入信号法、中电阻法、暂态法等，以及在运行中出现的问题及注意事项等。
1.选线原理
按照利用信号的稳态分量或者暂态分量，选线方法可分为稳态选线和暂态选线两大类。注入信号法、中电阻法、残留增量法属于稳态选线，而暂态法属于暂态选线。
按照所利用信号的来源，选线方法可分为主动式选线和被动式选线两大类。其中，主动式选线方法需要安装专有设备或需要其它设备配合，以改变一次系统运行状态利用其产生的附加信号，或者利用向系统注入特有信号实现选线；被动式选线方法不需要任何其它设备配合，仅依靠故障自身产生的信号实现选线。按照该标准，注入信号法、中电阻法、残留增量法属于主动式选线，而暂态法属于被动式选线。
1.1注入信号法
当系统发生接地故障后，接地相的电压互感器(TV)二次输出为零，处于“闲置”状态。通过该TV向系统耦合一电流信号，该信号沿母线和故障线路的接地相流动，经故障点和大地返回，根据信号寻迹原理即可确定故障线路和故障点。注入信号的频率取在各次谐波之间，保证不被工频分量及各次谐波分量干扰。
1.2中电阻法
通过开关在消弧线圈旁并联一个电阻，发生接地故障时，若为瞬时性故障，则电阻不投入。如果是永久接地故障，则延时一殷时间后闭合开关投入电阻，该电阻产生的有功电流仅流过故障线路，据此可实现选线，需要注意的是，对于金属性接地故障，仅故障线路零序电流变化。如果故障点存在过渡电阻，则各出线零序电流均有变化，但故障线路变化最大。
从本质上讲，中电阻选线方法与残流增量选线方法是一致的，区别主要在于中电阻产生的附加电流远远大于后两者，从某种意义上讲，已经改变了系统中性点的接地方式。
1.3暂态法
通过建立线路分布参数的小电流接地故障模型，对故障暂态特征进行了深入研究。发现从直流分量（中性点不接地系统）或3次谐波（经消弧线圈 系统），到所有线路首次串联谐振频率间的频段（称为特征频段．SFB - SelectedFrequency Band）内，所有线路检测阻抗均呈容性，均可等效为集中参数电容。证明了SFB内包含了暂态零序电流的大部分能量，且故障线路幅值最大、极性和流向与健全线路相反，可用来选择故障线路。而SFB外，暂态信号不具有统一分布规律，对选线起干扰作用，必须滤除。
基于暂态零序电流特征分量（SFB内分量）的幅值比较、极性比较、无功功率方向等三种选线算法。三种方法适应性、可靠性等检测性能各异。同时，监测系统实际运行中面临的情况比较复杂（如CT极性、变比不统一）．如果单独运用某一种方法结果均不够可靠。
２．各选线方法的性能分析
2.1选线可靠性
在外界干扰一定的条件下，一种检测方法的可靠性与其利用的信息量直接相关。利用的信息量越大，信噪比越大，检测可靠性就越高。在相同的时间段内，所利用信号的幅值越大，可靠性越高。另一方面，利用信号的时间越长，如重复选线，可靠性也越高。
由于故障零序电流的暂态分量远大于稳态分量（最大可达数百安培）[l]，而注入信号法、中电阻法等又可重复选线，因此对于稳定的接地故障，各种选线方法均具有满意的可靠性。
故障点存在过渡电阻时，无论是故障产生的稳态电流、暂态电流，还是其它设备产生的附加工频电流或注入电流，其幅值均会随之下降，从而降低了选线可靠性。特别是高阻接地故障，各方法的选线可靠性均将明显下降。
2.2装置安全性
选线装置的安全性，一方面体现在装置自身安全，不发生安全事故或者发生事故时事故范围不扩大。另一方面体现在装置在工作中不对其它设备和一次系统造成潜在的危害。
对于主动式的选线方法，除了核心单元外，还需安装专有设备或需要其它设备配合。这些附加设备或附加的操作增加了系统的安全隐患。
３.运行经验总结
各种原理的接地选线装置或系统在现场实际安装、运行、维护和管理过程中出现了一些问题，下面就实际安装运行维护管理过程中出现的一些典型和常见问题进行总结。
3.1信号获取的有效性
无路何种选线原理的装置都必须保证信息获取的准确有效，比如零序电流互感器的安装接入的正确有效性。
首先，零序电流互感器与母线之间不应有接地点，即高压电缆外皮的接地线应穿过互感器在线路侧接地，当电缆穿过零序电流互感器时，电缆头的接地线应通过零序电漉互感器后接地，由电缆头至穿过零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。
其次，零序电流互感器型号统一问题。变电所各出线的零序电流互感器的特性必须一致，否则可能因特性不一致而造成误判断，这一点，尤其在变电所扩容新增加配电线路时一定要注意。新增线路的零序电流互感器必须与原有其它线路的零序电流互感器型号、生产厂家保持一致。对有架空出线的线路，虽然可以用三个单相的电流互感器合成零序电流，但由于与电缆出线零序电流互感器特性不一致，架空出线也应改为一段电缆出线，以便于用同型号零序互感器。
最后，零序电流互感器的极性问题。各配电线路的零序电流互感器的极性必须一致，并满足厂家要求。
3.2系统的运行方式问题
装置在运行过程中，如果系统的中性点运行方式发生改变，而装置又未作相应调整，将会严重影响选线准确率。例如，当系统接地方式改变时，能适用不同接地方式但需要人工改变运行模式的选线装置需要及时更改装置的运行模式。
系统中增加新的出线时，应及时将其信号接人。对于线路结构频繁变动的系统，则不易采用需要依赖线路参数进行选线的装置。
系统的出线采用多根电缆并列时，应采用内径较大的零序电流互感器或者将多根电缆电流互感器的出线并联输入选线装置。
3.3用户的运行管理问题
国家标准规定配网中的谐振接地系统发生单相接地最长允许带故障运行2小时，但未对接地选线装置制定像线路保护产品那样的强制性检验标准。同时由于选线装置的原理的多样性导致产品的多样性，多数用户对此未予重视，致使对所选用的装置的选线原理、适用条件的未作深入了解，出现问题后不关心、不解决。
为使选线装置真正发挥作用，建议用户定期检查装置工作状态，定期统计故障选线准确率，装置运行不正常或者适用条件变化时及时进行相应处理。
4.结论
小电流接地系统单相接地故障选线的原理迥异，装置设计、操作方式也不尽相同，对现场工程安装和用户使用的要求差异也较大，但装置设计已经能够基本满足现场需求。但由于现场复杂性和运行单位不够重视．本文实用选线方法的原理，使用部门需要根据具体条件谨慎选择，并加强维护。
【参考文献】
［１］贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理，中国电力出版社．
［２］桑在中，张慧芬，潘贞存等．用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护，电力系统自动化．