10kV配电网中间歇性接地保护误动作分析

烟台东源送变电工程有限公司莱山分公司 栾海港

在配电网中，间歇性接地保护作为一种重要的保护装置，能够及时检测和隔离接地故障，保护设备和人员的安全。然而，间歇性接地保护误动作的问题仍然存在，给配电网的运行稳定性带来了一定的挑战。其中，中性点接地故障是导致间歇性接地保护误动作的常见因素之一。

1 中性点接地故障分析

1.1 中性点接地故障的分类

中性点接地故障可分为以下几种类型：中性点接地电阻断路、中性点接地电阻故障和中性点接地不良。中性点接地电阻断路指的是中性点接地电阻发生断开，导致中性点失去接地连接。中性点接地电阻故障会导致接地电阻值异常增加或接地电阻连接不可靠。中性点接地不良涉及中性点接地存在问题，如接地电极腐蚀、接地导线断裂或松动等情况，这些问题会影响中性点的电压分布和接地效果。对于不同类型的中性点接地故障进行分类有助于更好地了解故障的性质和特征，并采取相应的故障诊断和维修措施[1]。

1.2 中性点接地故障对间歇性接地保护的影响

中性点接地故障会对间歇性接地保护产生不良影响，可能引起误动作或无法正确检测和隔离接地故障。第一，当中性点接地故障发生时，中性点电压可能会上升或变得不稳定，这会导致间歇性接地保护误判为接地故障，触发保护装置的动作。第二，故障引起的地电流异常增加会使间歇性接地保护错误地触发保护动作，导致不必要的干预和停电。

中性点接地故障的存在会增加间歇性接地保护的误动作概率，导致保护装置可能会错误地判定为发生接地故障，从而触发保护动作，影响电网的稳定运行。因此，为了确保间歇性接地保护的可靠性和准确性，需要对中性点接地故障进行及时检测和诊断，采取相应的维修和改进措施，确保对接地故障的正确检测和隔离，以减少误动作的发生。

1.3 中性点接地故障的检测和诊断方法

为了及时发现和诊断中性点接地故障，表1介绍一些常用的检测和诊断方法。

表1 中性点接地故障的检测和诊断方法

2 间歇性接地保护误动作的可能原因

2.1 传感器故障及其影响

传感器可能存在灵敏度不足、漂移、偏差或失效等问题，这些问题可能导致保护装置无法准确感知和测量电流、电压等信号，从而引发误动作。例如，电流传感器的故障可能导致保护装置无法准确检测接地电流，造成误动作或无法及时检测接地故障[2]。

2.2 信号干扰对误动作的影响

电磁干扰、电磁波辐射、共模干扰，以及其他外部干扰源都可能干扰保护装置的正常运行，使其错误地触发保护动作。

信号干扰会影响保护装置的信号采集和处理过程，导致信号失真或误判。例如，电磁干扰可能使保护装置错误地感知到接地电流存在，导致误动作的发生。

2.3 系统地电压波动对误动作的影响

当系统地电压存在异常波动或突变时，保护装置可能错误地将其解读为接地故障，触发误动作。地电压波动可能源自系统内部的故障，如接地电阻变化、地线接触不良等，也可能受到外部因素的影响，如大气放电、雷击等。

2.4 负荷谐波对误动作的影响

谐波电流会对保护装置产生影响，干扰其正常运行，特别是当负荷谐波与间歇性接地保护装置的工作频率相近时，误动作的概率会增加。

负荷谐波可能来自非线性负荷设备，如电子设备、变频器、整流装置等。这些设备会引入谐波电流，使保护装置误判为接地故障，并触发保护动作[3]。

2.5 绝缘破坏与误动作的关系

当绝缘系统发生故障，如绝缘材料老化、绝缘子破裂、绝缘击穿等，可能导致接地电流异常增加或电压分布不均匀，该异常现象会干扰间歇性接地保护的正常工作，引起误动作。

绝缘破坏可能由环境因素、设备老化、外力作用等多种原因引起，及时地绝缘监测和维护对于预防绝缘破坏引起的误动作至关重要。如图1所示。

图1 绝缘材料老化

3 中性点接地故障引起的间歇性接地保护误动作案例分析

3.1 案例一：中性点接地电阻断路

在一座10kV 配电站中，该配电站中有多个变压器，每个变压器的中性点均通过接地电阻接地。然而，由于设备老化和维护不到位，某个变压器的中性点接地电阻发生断开，导致中性点失去接地连接。

3.1.1 分析过程

事故起因：中性点接地电阻断路的起因是设备老化和维护不到位，使接地电阻发生断开。

事故分析：中性点接地电阻断路会导致中性点电压异常升高或不稳定，可能误导间歇性接地保护，引发误动作。

事故维修措施：诊断过程中，巡视和目视检查确认了中性点接地电阻的断开情况。维修措施包括更换或修复中性点接地电阻，确保中性点的正常接地连接。此外，应加强设备的定期检查和维护，防止类似故障再次发生。

3.1.2 结论

中性点接地电阻断路导致间歇性接地保护的误动作。通过巡视检查、维修中性点接地电阻和加强设备维护，可以解决中性点接地电阻断路故障，提高间歇性接地保护的可靠性。

3.2 案例二：中性点接地电阻故障

在一座10kV 配电站中，发生了中性点接地不良的故障。中性点接地存在松动、腐蚀、接触不良等问题，导致中性点无法有效与地连接。

3.2.1 分析过程

事故起因：中性点接地不良的起因可能是接地连接部分松动、腐蚀或接触不良。

事故分析：中性点接地不良会导致中性点电压异常变化或无法保持稳定的接地状态。这种异常状态可能导致间歇性接地保护误判为接地故障，触发误动作。

事故维修措施：诊断过程中，使用巡视检查和接地电阻测量确认了中性点接地不良的存在。维修措施包括紧固接地连接、清理腐蚀物等方法，确保中性点接地的良好连接和稳定接地状态。另外，还应加强设备的定期检查和维护，以预防中性点接地不良问题的再次发生。

3.2.2 结论

通过巡视检查、接地电阻测量和维护措施，可以及时发现和解决中性点接地不良问题，提高间歇性接地保护的可靠性和准确性，确保配电网的安全运行。

3.3 案例三：中性点接地不良

在一座10kV 配电站中，中性点接地电阻出现短路、开路或接触不良等故障现象，导致中性点接地连接不稳定或无法正常工作。

3.3.1 分析过程

事故起因：中性点接地电阻故障的起因可能是接地电阻本身老化、松动或接触不良等。

事故分析：中性点接地电阻故障会导致中性点电压异常变化或失去接地连接，可能引发间歇性接地保护的误动作。

事故维修措施：诊断过程中，使用接地电阻测量和巡视检查确认了中性点接地电阻存在故障。维修措施包括维修、更换或重新连接中性点接地电阻，确保中性点正常接地。同时，应加强设备的定期维护和检查，防止中性点接地电阻故障再次发生。

3.3.2 结论

通过接地电阻测量、巡视检查和维修措施，可以及时发现和解决中性点接地电阻故障，提高间歇性接地保护的可靠性和准确性，确保配电网的安全运行。

4 间歇性接地保护误动作的预防与改进措施

4.1 提高传感器性能和准确性的

在预防和改进间歇性接地保护误动作方面，关注传感器的性能和准确性是至关重要的。选择具有高精度、低漂移和良好线性特性的传感器，以确保准确的信号采集和测量。并进行定期的传感器校准和维护，以保持其性能和准确性。校准过程应遵循标准程序，并记录校准结果。同时，要考虑使用多个参数进行故障检测和判断，如电流、电压和频率等，以提高判断准确性。

4.2 信号滤波和抗干扰设计

为了防止外部干扰对间歇性接地保护的误动作产生影响，采用合适的滤波器对采集的信号进行滤波处理，滤除高频噪声和干扰，确保只保留有效信号。设计抗干扰电路和屏蔽措施，减少外部对信号的影响。例如，采用屏蔽线缆、金属屏蔽箱等措施来减少电磁干扰。考虑引入地电压补偿技术，通过测量地电压并相应补偿，减少地电压变化对间歇性接地保护的影响。

4.3 地电压监测装置的优化

为了更好地监测和识别中性点接地故障，应对地电压监测装置进行定期检查和校准，以确保其准确性和可靠性，校准应遵循标准程序，并记录校准结果。此外，使用高精度的地电压监测装置，能够准确测量和监测中性点的接地状态和电压变化。根据实际情况设定合适的地电压阈值，并设置相应的报警机制，当地电压超过或低于设定阈值时能够及时发出警报，以便采取相应的措施。

4.4 谐波控制和负荷管理

谐波对间歇性接地保护的误动作可能产生负面影响，可以采取以下措施：在系统中引入谐波过滤器，用于过滤谐波成分，减少谐波对间歇性接地保护的干扰；采用合适的谐波控制策略，如无功补偿、谐波限制器等，以控制负载产生的谐波，降低谐波水平；合理管理和平衡系统负荷，减少过载和谐波产生，以降低间歇性接地保护误动作的风险。

4.5 绝缘测试和维护策略

绝缘破坏可能导致间歇性接地保护的误动作。要定期对系统进行绝缘测试，以监测绝缘状态并及时发现潜在的绝缘问题，测试结果应记录并进行评估。另外，根据绝缘测试结果，制定相应的维护策略，包括维护绝缘物的清洁、绝缘层的修复、绝缘物的更换等，以确保绝缘性能良好。同时，引入绝缘监测装置，实时监测关键设备和线路的绝缘状态，及时发现绝缘问题并采取相应措施。

5 结语

本文对10kV 配电网间歇性接地保护误动作进行了深入研究和分析，得出以下结论。

第一，中性点接地故障是导致间歇性接地保护误动作的重要原因之一，中性点接地电阻断路、中性点接地电阻故障和中性点接地不良都可能导致误动作的发生。第二，传感器故障、信号干扰、系统地电压波动、负荷谐波和绝缘破坏等因素也会影响间歇性接地保护的准确性，可能引起误动作。第三，为了预防和减少间歇性接地保护误动作，提出了一系列改进措施，包括提高传感器性能、采用抗干扰设计、优化地电压监测装置、控制负荷谐波，以及加强绝缘测试和维护策略。

本研究为解决10kV 配电网间歇性接地保护误动作问题，提供了技术支持和指导，进一步地研究和实践将有助于提高配电网的可靠性和安全性，确保电力供应的稳定性。