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一、引言
我国35KV及以下配电网的供电系统目前大多采用经消弧线圈接地或中性点不接地的运行方式，也就是人们常说的小电流接地系统。当该系统正常运行时，全部的三相对地电压都与相电压相同，而当发生单相金属性接地故障时，完好相对地电压就会升高为线电压，故障相对地电压则会降为零，因此电网的线电压和相电压并不会发生改变，进而确保电网中的用电设备能够正常运行。但按照有关规章制度的要求，最多只能以这种模式运行两天，如果处理时间过长，就有可能引起更高的过电压将电网其它相的绝缘薄弱点击穿，造成相间短路，对设备的正常运行和可靠供电造成威胁。严重时甚至会引发安全事故，给电力企业造成巨大的经济损失。因此，一旦电力系统发生单相接地，应尽快进行查找和处理，以保证设备安全和电网的稳定供电。
二、传统模式处理单相接地
（一）电网系统
某变电站于上世纪90年代中期建成，备有3台20MVA三相无载调压变压器，连线组分别为dll和YN，中性点属于不接地系统，当其正常运行时，三相对地电容的电流基本一致，但由于三相电容中性接地点的电位为零且与电源中性点的电位相同，因此电源中性点的电位也为零。
当电网发生单相金属性接地故障时，如果忽略电容电流所产生的电压降，那么电网接地项的电压为零，在电网系统中会出现与正常工作时的相电压相等且相反的3倍零序电压。
当电网发生单相金属性接地故障时，非故障线路上的零序电流是线路本身的接地电容电流，而故障线路的始端所流过的零序电流等于所有非故障线路的接地电容电流的总和，详见图1。
当接地电流的数值较大时，接地电弧大多不会发生自燃，而是会产生3.5~5倍于额定电压的弧光间歇接地过电压，这就很容易引起多相短路并危及整个电力系统的安全，因此必须要采取措施对其进行处理，以便将接地电流限制在10A以下。
（二）传统模式处理单相接地
采用传统模式处理单相接地时，需要分别对每条线路进行拉闸停电，这样不仅会造成长时间的停电，还会由于频繁的停、送电操作而导致一些误操作事故，对电网的安全、稳定运行带来不必要的影响。同时，单相接地的时间如果太长，就会使用电设备的温度因过电压而逐渐升高，一旦损坏绝缘层，简单的接地故障就会发展成为短路事故。例如当电动机绕组的绝缘层被击穿时就会对地放电，如果时间过久就容易引发大面积的烧损。另外，由于偷盗电缆、自然和人为损伤所造成的单相电缆漏芯放电如果没有得到及时处理，也会引起三相击穿短路爆炸并造成火灾。总的来说，电力系统发生单相接地的故障后，虽然可以继续运行一段时间，但如果不能及时对故障进行排除，仍然会对设备安全造成严重威胁。
三、电力系统中小电流接地选线装置的选用
（一）小电流接地选线装置的保护原理
小电流接地选线装置采用的是零序电流的引入方式，根据非故障支路零序电流小于故障支路零序电流的特点区分出保护装置所属的线路，进而快速的判断出出现故障的线路，保证系统的安全运行。
该原理也可用于人工检测当中，例如当用钳形电流表测量正常的三芯电缆线路时，零序电流一般在2A之内，如果测量的是发生故障的电缆线路，那么零序电流就会在10A左右，差别非常明显。
（二）KLDX-D1O小型电流接地选线装置的应用
1、工作原理
在线路接地初期会有零序CT选取的信号出现，在对比幅值后选择最大的为故障线路，如果信号太小就不发生动作，以免因零序CT极性不一致而引起误动；在线路发生弧光接地故障时，以配合方式进行选线，即选择零序CT信号中两个阶段内增量最大的一路作为故障线路。下面以四条线路为例，对选线过程进行说明：在发生接地故障时，零序电压会使选线装置进入检测状态并开始收集各回路的零序电流，得到所需数据后设备会进行第一阶段的计算，例如这四个回路中的零序电流分别为-14A、+3A、+4A、+5A。如果是金属性的接地，那么设备就会进行第二阶段的计算和比较，由于1号线路的零序电流与其它线路电流相反且差值较大，因此设备会将其判断为故障线路并发出警报；如果是弧光接地，此时四条线路的电流方向一致，分别为+6A、+3A、+4A、+5A那么设备就会用线路当前的电流值减去第一阶段的采集值并得出相应的增量差值，其中线路1的增量为20A，其余均为0A，因此故障线路仍为1号线，准确性极高。
2、接地选线装置的选用
KLDX-D1O采用的是多CPU系统和INTEL80C 196KC微处理机，并集成了多种新技术实现多路信号的同时采集，具有速度快、抗干扰性强的特点。输入量的额定值分别为零序电压100V、零序电流20mA～2A、电源电压直流220V€?10％、功耗小于100W。装置内的各继电器输出接点均可进行故障报警，可接RS485或RS232通讯接口。
装置启动后，当发生接地时，零序电压会使设备进入检测状态并开始收集各回路的零序电流，在获得相应数据后开始第一阶段的运算，如果是金属性接地，那么故障线路的零序电流会与正常线路反向且最大，如果是弧光接地，那么设备会进行第二阶段的计算，以此判断故障线路。
3、CT的选用与安装
为了提高幅值比较的准确性，应选择同一型号的CT50/1的变比，消除因互感器制造标准不一、特性不同而发生误判和误选线的可能。在进行CT的安装时，要注意穿过零序电流互感器电缆的接地问题。当电缆的地线位于零序CT以下时，直接将其接地即可（如图2）；如果电缆的地线位于零序CT纸上，则应将其再反穿回一次零序CT后进行接线，以便消除地线中杂散电流对零序CT的影响（如图3）。由于零序电流互感器的内孔较小，很难穿过更多的出线电缆，因此当多根线缆出现问题时，可采用将每一根电缆分别穿过型号和变比相同的零序电流互感器并将这些互感器的二次侧并联在一起的方法予以解决，从而保证选线装置的采样回路。
4、小电流接地选线装置的运行情况
该变电站于2005年5月安装了18个回路的小电流接地选线装置，至今工作正常，共进行30次选线，其中正确选线29次，选出率在98%以上。未能选出故障的原因经分析主要有两个，一是发生弧光短路，比较差值较小，故未能选出；二是时间过短，设备来不及进行幅值比较。与传统方式相比，精度和速度都有了很大程度的提升，为变电站的安全运行与抢修工作的迅速进行发挥了积极的作用。
四、容易对装置动作准确率造成影响的因素及解决办法
（一）零序电流互感器的误差过大
在对修建较早的变电所进行综合自动化改造时，一般不会对原有的电器设备进行全部更换，因此低精度的零序电流互感器往往会继续使用。由于电流互感器的精度会随着一次侧匝数的减少而降低，而老式零序电流互感器的一次侧仅有一匝，因此其变比误差和角误差大多在20%左右，根本不能保证接地检测的精确度。与此同时，当电力系统发生单相接地故障时，电流信号却很微小，这就对零序电流互感器的精度和灵敏度提出了很高的要求，这二者之间的矛盾会直接导致小电流接地选线装置无法正常工作。
所以在选择零序电流互感器时应尽量选择那些灵敏度和精度都比较高的，线形测量范围最好处于毫安级，或者选择与小电流接地选线装置是同一厂家的零序电流互感器，这样才能确保其匹配性，从而得到最大的功率输出和更高的准确性。
（二）零序电流互感器的安装和接线方式不正确
当电力系统发生接地故障时，故障电流会通过故障和非故障线路的电缆铅皮回流，这就有可能导致非故障线路零序电流的增加，进而导致对非故障线路的误判断。另外，由于非故障线路的分流作用，流过故障线路的零序电流会相应降低，进而使小电流接地选线装置的灵敏度降低。
因此在配出线路上安装专用零序电流互感器时，应注意以下几点：1、要将零序电流互感器安装在电缆头的下方，位于其上部的电缆外皮接地线在接地前必须要穿过零序电流互感器；位于其下部的电缆外皮接地线则应直接接地，以免形成短路环；2、要确保支撑零序电流互感器的铁框架处于非闭合状态；3、所有线路的零序电流互感器的特性要保持一致，引出极性要统一；4、要正确选择零序电流互感器的变比；5、保护装置在接地时，必须要注意与零序互感器的同名端相一致（如图4），并且按照小电流接地保护装置的有关要求正确接入。为了避免因电磁干扰所造成的误差，二次电缆应尽量采用屏蔽式电缆，同时将屏蔽层的两端接地。
（三）电网运行方式的变化
变电所的消弧线圈是否投入大多由上级管理部门统一调度，线圈的运行状态分为投入和不投入两种，而变电所的出线回路也经常会因为各种原因进行调整，因此而造成的一次接地电流的差距从几十毫安到几十安不等，变化幅度达到了千倍级。因此尽管不少小电流接地选线装置的制造商都宣称他们产品能够自动对零序电流的变化进行跟踪，但却无法提供相应的软硬件设施进行保证。为了确保在接地电流较大时不出现饱和，大多数变电站选择了牺牲当接地电流较小时的选线精度，因此很容易出现误判的情况，影响保护装置动作的准确性。
为了解决这一问题，在购买设备时要尽量选择那些质量和信誉都非常好的产品，目前市场上已经出现了一些采用软件方式对零序电流变化进行自动跟踪的小电流接地选线装置，其适应性和可靠性都更高。另外，在正式投入使用前必须对小电流接地选线装置进行模拟调试，以保证其在安装结束后能够正常运行。模拟调试的方法如下：（1）将标准源或调压器作为装置的零序电压输入，电压值要大于装置零序电压启动值；（2）使用升流器在电流互感器的一次侧输入电流；（3）在零序电压即将超过启动值时调整零序电流的角度，一般为90€啊?
五、结语
随着小电流接地选线装置在电力企业中的普及，对于电力系统接地故障的快速诊断和排除已经成为了可能，但由于电力设备的使用环境和性质不同以及电网运行方式的差异，对电电流接地选线装置的附属设备如零序电流互感器和继电保护装置等都提出了很高的要求，其安装和接线方法也有明确的标准，只有在工作中按照有关标准执行，才能最大程度的发挥出小电流接地选线装置的作用，从而为电力系统的安全、稳定运行提供更好的保护。
参考文献：
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009,(7).
[2]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京:科学出版社,2008,(3).
我国35KV及以下配电网的供电系统目前大多采用经消弧线圈接地或中性点不接地的运行方式，也就是人们常说的小电流接地系统。当该系统正常运行时，全部的三相对地电压都与相电压相同，而当发生单相金属性接地故障时，完好相对地电压就会升高为线电压，故障相对地电压则会降为零，因此电网的线电压和相电压并不会发生改变，进而确保电网中的用电设备能够正常运行。但按照有关规章制度的要求，最多只能以这种模式运行两天，如果处理时间过长，就有可能引起更高的过电压将电网其它相的绝缘薄弱点击穿，造成相间短路，对设备的正常运行和可靠供电造成威胁。严重时甚至会引发安全事故，给电力企业造成巨大的经济损失。因此，一旦电力系统发生单相接地，应尽快进行查找和处理，以保证设备安全和电网的稳定供电。
二、传统模式处理单相接地
（一）电网系统
某变电站于上世纪90年代中期建成，备有3台20MVA三相无载调压变压器，连线组分别为dll和YN，中性点属于不接地系统，当其正常运行时，三相对地电容的电流基本一致，但由于三相电容中性接地点的电位为零且与电源中性点的电位相同，因此电源中性点的电位也为零。
当电网发生单相金属性接地故障时，如果忽略电容电流所产生的电压降，那么电网接地项的电压为零，在电网系统中会出现与正常工作时的相电压相等且相反的3倍零序电压。
当电网发生单相金属性接地故障时，非故障线路上的零序电流是线路本身的接地电容电流，而故障线路的始端所流过的零序电流等于所有非故障线路的接地电容电流的总和，详见图1。
当接地电流的数值较大时，接地电弧大多不会发生自燃，而是会产生3.5~5倍于额定电压的弧光间歇接地过电压，这就很容易引起多相短路并危及整个电力系统的安全，因此必须要采取措施对其进行处理，以便将接地电流限制在10A以下。
（二）传统模式处理单相接地
采用传统模式处理单相接地时，需要分别对每条线路进行拉闸停电，这样不仅会造成长时间的停电，还会由于频繁的停、送电操作而导致一些误操作事故，对电网的安全、稳定运行带来不必要的影响。同时，单相接地的时间如果太长，就会使用电设备的温度因过电压而逐渐升高，一旦损坏绝缘层，简单的接地故障就会发展成为短路事故。例如当电动机绕组的绝缘层被击穿时就会对地放电，如果时间过久就容易引发大面积的烧损。另外，由于偷盗电缆、自然和人为损伤所造成的单相电缆漏芯放电如果没有得到及时处理，也会引起三相击穿短路爆炸并造成火灾。总的来说，电力系统发生单相接地的故障后，虽然可以继续运行一段时间，但如果不能及时对故障进行排除，仍然会对设备安全造成严重威胁。
三、电力系统中小电流接地选线装置的选用
（一）小电流接地选线装置的保护原理
小电流接地选线装置采用的是零序电流的引入方式，根据非故障支路零序电流小于故障支路零序电流的特点区分出保护装置所属的线路，进而快速的判断出出现故障的线路，保证系统的安全运行。
该原理也可用于人工检测当中，例如当用钳形电流表测量正常的三芯电缆线路时，零序电流一般在2A之内，如果测量的是发生故障的电缆线路，那么零序电流就会在10A左右，差别非常明显。
（二）KLDX-D1O小型电流接地选线装置的应用
1、工作原理
在线路接地初期会有零序CT选取的信号出现，在对比幅值后选择最大的为故障线路，如果信号太小就不发生动作，以免因零序CT极性不一致而引起误动；在线路发生弧光接地故障时，以配合方式进行选线，即选择零序CT信号中两个阶段内增量最大的一路作为故障线路。下面以四条线路为例，对选线过程进行说明：在发生接地故障时，零序电压会使选线装置进入检测状态并开始收集各回路的零序电流，得到所需数据后设备会进行第一阶段的计算，例如这四个回路中的零序电流分别为-14A、+3A、+4A、+5A。如果是金属性的接地，那么设备就会进行第二阶段的计算和比较，由于1号线路的零序电流与其它线路电流相反且差值较大，因此设备会将其判断为故障线路并发出警报；如果是弧光接地，此时四条线路的电流方向一致，分别为+6A、+3A、+4A、+5A那么设备就会用线路当前的电流值减去第一阶段的采集值并得出相应的增量差值，其中线路1的增量为20A，其余均为0A，因此故障线路仍为1号线，准确性极高。
2、接地选线装置的选用
KLDX-D1O采用的是多CPU系统和INTEL80C 196KC微处理机，并集成了多种新技术实现多路信号的同时采集，具有速度快、抗干扰性强的特点。输入量的额定值分别为零序电压100V、零序电流20mA～2A、电源电压直流220V€?10％、功耗小于100W。装置内的各继电器输出接点均可进行故障报警，可接RS485或RS232通讯接口。
装置启动后，当发生接地时，零序电压会使设备进入检测状态并开始收集各回路的零序电流，在获得相应数据后开始第一阶段的运算，如果是金属性接地，那么故障线路的零序电流会与正常线路反向且最大，如果是弧光接地，那么设备会进行第二阶段的计算，以此判断故障线路。
3、CT的选用与安装
为了提高幅值比较的准确性，应选择同一型号的CT50/1的变比，消除因互感器制造标准不一、特性不同而发生误判和误选线的可能。在进行CT的安装时，要注意穿过零序电流互感器电缆的接地问题。当电缆的地线位于零序CT以下时，直接将其接地即可（如图2）；如果电缆的地线位于零序CT纸上，则应将其再反穿回一次零序CT后进行接线，以便消除地线中杂散电流对零序CT的影响（如图3）。由于零序电流互感器的内孔较小，很难穿过更多的出线电缆，因此当多根线缆出现问题时，可采用将每一根电缆分别穿过型号和变比相同的零序电流互感器并将这些互感器的二次侧并联在一起的方法予以解决，从而保证选线装置的采样回路。
4、小电流接地选线装置的运行情况
该变电站于2005年5月安装了18个回路的小电流接地选线装置，至今工作正常，共进行30次选线，其中正确选线29次，选出率在98%以上。未能选出故障的原因经分析主要有两个，一是发生弧光短路，比较差值较小，故未能选出；二是时间过短，设备来不及进行幅值比较。与传统方式相比，精度和速度都有了很大程度的提升，为变电站的安全运行与抢修工作的迅速进行发挥了积极的作用。
四、容易对装置动作准确率造成影响的因素及解决办法
（一）零序电流互感器的误差过大
在对修建较早的变电所进行综合自动化改造时，一般不会对原有的电器设备进行全部更换，因此低精度的零序电流互感器往往会继续使用。由于电流互感器的精度会随着一次侧匝数的减少而降低，而老式零序电流互感器的一次侧仅有一匝，因此其变比误差和角误差大多在20%左右，根本不能保证接地检测的精确度。与此同时，当电力系统发生单相接地故障时，电流信号却很微小，这就对零序电流互感器的精度和灵敏度提出了很高的要求，这二者之间的矛盾会直接导致小电流接地选线装置无法正常工作。
所以在选择零序电流互感器时应尽量选择那些灵敏度和精度都比较高的，线形测量范围最好处于毫安级，或者选择与小电流接地选线装置是同一厂家的零序电流互感器，这样才能确保其匹配性，从而得到最大的功率输出和更高的准确性。
（二）零序电流互感器的安装和接线方式不正确
当电力系统发生接地故障时，故障电流会通过故障和非故障线路的电缆铅皮回流，这就有可能导致非故障线路零序电流的增加，进而导致对非故障线路的误判断。另外，由于非故障线路的分流作用，流过故障线路的零序电流会相应降低，进而使小电流接地选线装置的灵敏度降低。
因此在配出线路上安装专用零序电流互感器时，应注意以下几点：1、要将零序电流互感器安装在电缆头的下方，位于其上部的电缆外皮接地线在接地前必须要穿过零序电流互感器；位于其下部的电缆外皮接地线则应直接接地，以免形成短路环；2、要确保支撑零序电流互感器的铁框架处于非闭合状态；3、所有线路的零序电流互感器的特性要保持一致，引出极性要统一；4、要正确选择零序电流互感器的变比；5、保护装置在接地时，必须要注意与零序互感器的同名端相一致（如图4），并且按照小电流接地保护装置的有关要求正确接入。为了避免因电磁干扰所造成的误差，二次电缆应尽量采用屏蔽式电缆，同时将屏蔽层的两端接地。
（三）电网运行方式的变化
变电所的消弧线圈是否投入大多由上级管理部门统一调度，线圈的运行状态分为投入和不投入两种，而变电所的出线回路也经常会因为各种原因进行调整，因此而造成的一次接地电流的差距从几十毫安到几十安不等，变化幅度达到了千倍级。因此尽管不少小电流接地选线装置的制造商都宣称他们产品能够自动对零序电流的变化进行跟踪，但却无法提供相应的软硬件设施进行保证。为了确保在接地电流较大时不出现饱和，大多数变电站选择了牺牲当接地电流较小时的选线精度，因此很容易出现误判的情况，影响保护装置动作的准确性。
为了解决这一问题，在购买设备时要尽量选择那些质量和信誉都非常好的产品，目前市场上已经出现了一些采用软件方式对零序电流变化进行自动跟踪的小电流接地选线装置，其适应性和可靠性都更高。另外，在正式投入使用前必须对小电流接地选线装置进行模拟调试，以保证其在安装结束后能够正常运行。模拟调试的方法如下：（1）将标准源或调压器作为装置的零序电压输入，电压值要大于装置零序电压启动值；（2）使用升流器在电流互感器的一次侧输入电流；（3）在零序电压即将超过启动值时调整零序电流的角度，一般为90€啊?
五、结语
随着小电流接地选线装置在电力企业中的普及，对于电力系统接地故障的快速诊断和排除已经成为了可能，但由于电力设备的使用环境和性质不同以及电网运行方式的差异，对电电流接地选线装置的附属设备如零序电流互感器和继电保护装置等都提出了很高的要求，其安装和接线方法也有明确的标准，只有在工作中按照有关标准执行，才能最大程度的发挥出小电流接地选线装置的作用，从而为电力系统的安全、稳定运行提供更好的保护。
参考文献：
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009,(7).
[2]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京:科学出版社,2008,(3).