單相交流電機單相接地故障解析

單相接地故障定義:

三相電力系統(tǒng)中，僅在一相導線與地之間出現(xiàn)的絕緣破壞。

廣義來說，單相接地故障包括單相接地短路，單相接地短路是單相接地故障中的一種特殊現(xiàn)象，只有變 壓器中性點接地系統(tǒng)才會有。

狹義來說，單相接地故障和單相接地短路是兩個概念。一個是故障，一個是事故。

電力系統(tǒng)的故障和事故是用狹義區(qū)分的。

單相接地短路是指火線(任何一相電)沒有經(jīng)過負載直接和地線接通，在380/220供電系統(tǒng)或其它接地系統(tǒng)中，由于變壓器的中性線是接地的，而且接地電阻很小，火線(任何一相電)沒有經(jīng)過負載直接和地線接通，瞬間將產(chǎn)生很大的電流，燒斷電線、配電設備或跳閘等，所以單相接地短路是嚴重的事故，是電力系統(tǒng)盡量要避免的。

在電力系統(tǒng)中，有很多地方是用不接地系統(tǒng)供電，比如在粉塵嚴重，易燃易爆等特殊場地，我們國家所有6-10千伏，35千伏供電系統(tǒng)等，采用的都是中性點不接地或經(jīng)大電阻接地的供電系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)單相接地后，由于沒有回路或沒有產(chǎn)生大電流的回路，沒有接地電流或沒有大的接地電流，所以不影響系統(tǒng)的正常運行。

雖然不影響系統(tǒng)的正常運行，但單相接地是一種故障，為了防備接地擴展為兩相接地或使接地設備進一步損壞等，規(guī)程規(guī)定發(fā)生了單相接地故障后，要在2小時內(nèi)查明原因，作出處理，2小時內(nèi)查不出原因或無法處理的，要停電處理后才能供電。

單相接地故障查找方法大全

對于小電流接地系統(tǒng)，如何快速查找單相接地故障，我給大家介紹一些簡單可行的方法。

1、人工查找方法

如果變電站內(nèi)沒有安裝接地選線裝置，線路上也沒有安裝接地故障指示器或者短路接地二合一故障指示器，也沒有很好的接地故障探測儀，那就只好采用人工查找的笨辦法了。查找步驟如下:

(1)通過人工(或調度，以下同)依次拉閘，可知道變電站哪條出線接地，通過調度知道哪相接地。

(2)接下來有兩種方法來查找故障點:一是將線路逐級分段，或者將經(jīng)常有故障的線路拉開，用2.5kV搖表測接地相對地絕緣，絕緣電阻小的那段為故障段，以此縮小查找范圍(當然，在變電站出線側一定要做好掛接地線等安全保護措施);二是將線路盡可能分段，然后逐級試合送電，與調度互動配合，有零序電壓報警時該段為故障區(qū)段。

人工查找方法操作很麻煩，如果線路長、分支多、開關分段又少，那就不好操作了，再加上天色和天氣不佳，那就更不好處理了。建議還是采用一些設備投資少的科技手段來配合人工查找，可取得事半功倍的效果，既提供了供電可靠性和社會效益，也創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

2、利用接地選線裝置和故障指示器來查找

變電站一般都安裝了接地選線裝置，雖然有時不準，但可以為人工拉閘提供技術參考。然后在線路上安裝一些接地故障指示器(或者短路接地二合一故障指示器)，以此指示接地故障途徑。比較可靠的接地故障檢測方法是采用信號源法，比較靈敏的的接地故障檢測方法是采用首半波法或者直流暫態(tài)分析法。建議采用兩種接地故障指示器相結合的方法來查找接地故障比較好，以信號源法為主，以首半波法或者直流暫態(tài)分析法為輔。

3、利用饋線自動化方法來查找

如果用戶有錢，則推薦使用饋線自動化方法來查找接地故障。該方法利用智能開關(電動負荷開關、分段器、斷路器、重合器+FTU)的邏輯功能來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工查找方法，并可以自動實現(xiàn)故障隔離、恢復和轉移供電。假設一條雙電源手拉手線路分成6段，即有5臺智能開關(雙側配三相五柱式信號PT或者電容式PT)，中間那臺做聯(lián)絡，并以接地故障點在第一臺與第二臺智能開關之間為例，具體實現(xiàn)步驟如下:

(1)變電站將接地出線拉閘停電，線路上各分段智能開關自動分閘。

(2)變電站合閘送電，電站零序電壓不報警，該區(qū)段恢復送電成功;第一臺智能開關FTU檢測到線電壓，但沒有檢測到零序電壓，則延時一段時間以后自動合閘，因合到接地故障上而檢測到零序電壓，則立即分閘并"閉鎖";第二臺智能開關也檢測到零序電壓，開關不動并"閉鎖"，取消"得電延時自動合閘"功能。

(3)中間聯(lián)絡開關檢測到單側失電，延時一段時間以后自動合閘，因故障點不在該區(qū)段，沒有檢測到零序電壓，該區(qū)段轉移供電成功。

(4)聯(lián)絡開關送電后，第二臺智能開關檢測到線電壓，沒有檢測到零序電壓，但是有"閉鎖"在前，故取消"得電延時自動合閘"功能，開關保持在分位。

(5)至此，接地故障點區(qū)段已被隔開，其它非故障區(qū)段都已經(jīng)恢復或者轉移供電。

4、改變中性點接地方式來查找

配電系統(tǒng)采用中性點不接地或者經(jīng)過消弧線圈接地方式，有利也有弊。針對故障查找困難的"弊端"和由此帶來的一些人身財產(chǎn)安全問題，用戶自己也在做進一步的思考，思考出來的方案主要有兩種:

(1)將中性點改為經(jīng)小電阻接地。改造以后，利用出口斷路器的零序兩段保護功能和短路故障指示器，基本上可以解決掉70%左右的接地故障查找問題，但還有 30%左右的中阻和高阻接地故障不好查找，可能還存在與線路熔斷器的保護配合問題。針對這種系統(tǒng)，比較好的解決方法是利用數(shù)字化的故障指示器，將線路零序電流(電纜)、線路總電流(架空)、對地絕緣電壓(架空)等指示器的測量數(shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送到調度系統(tǒng)，經(jīng)綜合分析變電站實時和歷史信息，可判斷接地點位置。

(2)中性點改為小電阻+斷路器或者中電阻+高壓接觸器的模式。斷路器或高壓接觸器平時處于分位，只有當檢測到系統(tǒng)零序電壓抬高以后才延時合閘，短時變?yōu)樾‰娮杌蛘咧须娮杞拥?，然后通過以小電阻接地方式下的檢測方法來查找故障。另外，由于中性點電阻的通斷可以靈活控制，則可以在消弧線圈動作以后，再以一定的合分時序來控制電阻的通斷，以便讓保護裝置動作或者讓接地故障指示器識別該信號并指示出接地電流途徑。

用單相電容式電機說明:單相電機有兩個繞組，即起動繞組和運行繞組。兩個繞組在空間上相差90度。在起動繞組上串聯(lián)了一個容量較大的電容器，當運行繞組和起動繞組通過單相交流電時，由于電容器作用使起動繞組中的電流在時間上比運行繞組的電流超前90度角，先到達最大值。在時間和空間上形成兩個相同的脈沖磁場，使定子與轉子之間的氣隙中產(chǎn)生了一個旋轉磁場，在旋轉磁場的作用下，電機轉子中產(chǎn)生感應電流，電流與旋轉磁場互相作用產(chǎn)生電磁場轉矩，使電機旋轉起來。

220V交流單相電機起動方式大概分以下幾種:

第一種，分相起動式，如圖1所示，是由輔助起動繞組來輔助啟動，其起動轉矩不大。運轉速率大致保持定值。主要應用于電風扇,空調風扇電動機，洗衣機等電機。

第二種，起動繞組不參與運行工作，而電動機以運行繞組線圈繼續(xù)動作，如圖2。

第三種，電機靜止時離心開關是接通的，給電后起動電容參與起動工作，當轉子轉速達到額定值的70%至80%時離心開關便會自動跳開，起動電容完成任務，并被斷開。而運行電容串接到起動繞組參與運行工作。這種接法一般用在空氣壓縮機，切割機，木工機床等負載大而不穩(wěn)定的地方。如圖3。

圖一 圖二 圖二

帶有離心開關的電機，如果電機不能在很短時間內(nèi)啟動成功，那么繞組線圈將會很快燒毀。

電容值:雙值電容電機，起動電容容量大，運行電容容量小，耐壓一般大于400V

正反轉控制:

圖1，圖2，圖3，正反轉控制，只需將1-2線對調或3-4線對調即可完成逆轉。

對于圖1，圖2，圖3，的起動與運行繞組的判斷，通常起動繞組比運行繞組直流電阻大很多，用萬用表可測出。一般運行繞組直流電阻為幾歐姆，而起動繞組的直流電阻為十幾歐姆到幾十歐姆。

電動機分為3類 :直流電機，三相異步電機，單相交流電機等.