干货！配电网触电保护与中性点接地方式

5 配电网中性点接地方式对触电保护的影响

从减少触电对人身的伤害程度来讲，配电网采用小电流接地方式是有利的。小电流接地配电网接地故障电流小，在接地点产生的跨步电压与接触电压都比较小；小电阻配电网的接地电流有数百甚至上千安培，而小电流接地配电网的接地电流一般不大于30A。一旦发生人体接近或接触带电导体的事故，流过人体的电流也相对较小。中性点不接地配电网发生人体触电事故时，接地电流略小于小电阻接地配电网；而谐振接地配电网的高阻接地电流要小很多，特别是在系统运行在全补偿状态的情况下。许多触电现象是人体接近导体引起的电弧放电，触电者往往能够自动脱离（俗称为被打开），因此，减少放电电流可以减轻对人身的伤害。

对触电保护的灵敏度来说，采用小电流接地方式也是有利的。目前小电阻接地配电网零序过电流保护电流定值一般不低于20A，反应接地电阻的能力只有300Ω；而现有小电流接地保护方法（无功功率、有功功率与暂态法）反应接地电阻的能力达到2kΩ，理论分析以及国际上小电流接地保护的工程实践都证明了这一点。

此外，在发生高阻接地故障时，小电阻接地配电网母线上零序电压几乎为零，而小电流接地配电网母线仍然存在较大零序电压。谐振接地配电网中，消弧线圈处于全补偿状态时，利用零序电压可以检测到10kΩ以上的接地故障。因此，小电流接地系配电网中，当导线坠落到干燥的地面上时，如果接地保护装置因为接地电阻过大无法可靠地选出故障线路，可以利用零序电压启动，通过自动轮换切除变电站出线的方法选出故障线路。

另一方面，配电网采用小电阻接地方式，在导线坠落到潮湿的草地或钢筋混凝土地面上时，接地电流比较大（大于40A），其零序过电流保护能够动作切除故障，可以及时消除触电隐患。而中国配电网的运行规程允许小电流接地配电网带接地点运行一段时间，这样在出现导线坠地故障时，就增加了触电风险。目前，国家电网与南方电网都在推行接地故障自动跳闸的做法，能够避免坠地的导线长期带电。

总体来说，从提高触电保护灵敏度、保障人身安全的角度讲，采用小电流接地方式优于小电阻接地方式。我国南方一沿海城市的配电网在1993年至2000年间共发生了11起触电死亡事故，而当时变电站的保护没有动作，说明在小电阻接地方式人身安全方面并没有预期中的优势。

6 提高接地保护反映接地电阻能力的措施

现有小电流接地保护方法是能够反映接地电阻达1.5kΩ的故障，可以解决大部分导线坠地故障的保护问题，并可能在发生人体触电事故时动作，下一步应提高保护装置的设计水平，合理选择电流互感器，加强装置的运行管理与维护，充分发挥出装置反映接地电阻的能力。

目前，小电阻接地配电网零序过电流保护反映接地电阻的能力比较低，难以可靠地检测出导线坠地故障与触电事故。可采用固定时限的零序电流保护作为高灵敏度接地保护，其电流定值按躲过最大负荷时的不平衡电流整定；动作时限要大于零序过电流保护，选为15~30s。因为是保护零序电流比较小的高阻接地故障，可以将高灵敏度接地保护装置测量电流的动态范围设计的比较小（小于100A），从而提高小电流信号测量的精度，保证保护动作的可靠性。

在线路上发生低阻接地故障时，非故障线路的零序电流会比较大，可能造成高灵敏度接地保护起动，但这时故障线路的零序电流过保护将及时动作于跳闸，非故障线路的高灵敏度接地保护返回，不会出现误动。在发生接地电流低于零序过电流保护电流定值的高阻故障时，如果接地电流大于高灵敏度接地保护的电流定值，高灵敏度接地保护动作于跳闸。这种情况下，因为接地电阻比较高，变电站母线的零序电压也比较低，非故障线路的零序电流比较小，不会造成误动。高灵敏度接地保护的电流定值最低可选为5A，相应地反映接地电阻的能力可达1kΩ。

为进一步提高小电阻接地配电网接地保护的灵敏度，可以配置专门的高阻故障选线保护装置，其工作原理参照小电流接地配电网的零序电流群体比较选线方法，将零序电流幅值最大、相位相反的线路选为故障线路。保护装置测量零序电流的下限是2A，反映接地电阻的能力接近3kΩ。

7 结语

现有小电流接地保护技术反映接地电阻的能力可以到达2kΩ以上，而小电阻接地配电网接地保护反映接地电阻的能力只有300Ω左右，配电网采用小电流接地方式更有利于解决触电保护问题。此外，配电网采用小电流接地还有利于瞬时性接地故障自动熄弧，提高供电可靠性，因此，在配电网应优先考虑采用小电流接地方式，特别要杜绝将小电流接地架空网络或架空线路与电缆混合网络改为小电阻接地。

为减少配电网触电事故率、减轻触电事故对人身的伤害，应进一步加强对高阻接地保护的研究。要从提高装置设计质量、选择合适的电流互感器、加强装置的运行管理与维护入手，进一步发挥出现有小电流接地保护技术反映接地电阻的能力。小电阻接地配电网可通过配置高灵敏度接地保护与专门的故障选线装置，提高接地保护反映接地电阻的能力。小电流接地配电网中，可采用基于零序电压的自动轮切技术，切除有导线坠地的线路。

作者简介

徐丙垠，山东理工大学智能电网研究中心，博士，博士生导师，主要研究方向为配电自动化、智能配电网、电力线路故障监测等。

李天友，国网福建省电力有限公司，博士，主要研究方向为配电网技术及应用管理。

薛永端，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，博士，教授，主要研究方向为配电网接地方式及接地故障自愈技术、配电网自动化技术。

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