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小电阻接地系统接地电阻故障

文档作者：钱雏忠姚建歆文档来源：上海市电力公司市区供电公司		点击数：	更新时间： 2021年07月18日
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上海电力 2006年第1期
小电阻接地系统接地电阻故障
钱雏忠，姚建歆
(上海市电力公司市区供电公司，上海200080)
摘要：随着电网中电缆布线率的不断增加，系统电容电流逐渐增大，中性点经小电阻接地方式得到了广泛的
应用，中性点接地电阻数量随之增多，针对不锈钢接地电阻和组合式接地电阻柜的材质、构成特点及故障原因
的分析，提出了改进试验方法和结构设计的建议。
关键词：小电阻接地；故障分析；材质l结构
中田分类号：TM862 文献标识码：B
在中压配电系统中，接地方式主要有小电阻
接地、谐振接地和不接地3种方式。随着电网中
电缆化率的不断提高，系统电容电流逐渐增大，小
电阻接地方式得到了越来越广泛地应用。中性点
接地用的电阻数量也随之增多。随着接地电阻的
使用，产品也在不断地改进，从铸铁电阻到不锈钢
电阻，再到组合式电阻柜。在电阻不断改进中，也
遇到了一些问题。由于接地电阻在正常运行时不
承受系统电压，只有电网中出现单相接地时，才承
受系统电压。为此，接地电阻缺陷具有一定的隐
蔽性，在短期内难以发现。
1 接地电阻介绍
目前在电网上使用的接地电阻，主要有铸铁
电阻、不锈钢电阻以及组合式接地电阻柜。其中，
不锈钢电阻和组合式接地电阻柜，近年来在接地
电阻中所占的比重逐步提高，特别是1996年以
后，新投运的接地电阻基本都是这两种类型。
组合式接地电阻柜是在不锈钢接地电阻的基
础上，采用了组合方式，便于安装，其基本结构与
不锈钢电阻基本相同。不锈钢接地电阻采用不锈
钢合金，通过在金属中添加不同的化学元素，使合
金具有较低的温度系数。保证在发热后(小于
760。c)，电阻值变化能控制在一定范围内。
接地电阻片通过冲剪方式成为Mw 型的长
片。电阻长片固定在套有云母管的金属螺杆上，
通过焊接以z字形连接方式构成电阻层，螺杆两
端固定在电阻层的金属框架上，电阻片之间用云
母片隔绝(见图1)。
电阻层之间通过金属排连接构成接地电阻。
电阻层之间以绝缘子加以固定，绝缘子是瓷质，也
一64 一
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图1 Mw 型接地电阻片
图2 通过金属排连接构成的
接地电阻示意
有用高分子合成材料
的(见图2)。
接地电阻柜中，接
地电阻与外壳之间通
过绝缘子加以固定和
绝缘，在外壳上开百叶
窗，用以接地电阻的通
风散热。
2 接地电阻故障
接地电阻如果在
运输、安装等过程中发
生机械损伤，在系统发
生单向接地的情况下，
可能会扩大损伤，导致
电阻值变化，使接地电阻发热状况加剧，极端情况
下会导致电阻烧毁，使接地电流与系统中保护的
设定值不配合，从而系统总后备保护(主变零流或
者零压保护)动作，形成母线失电，后果严重。此
类故障主要有以下几种情况：
(1)电阻片与螺杆之间短路。套在螺杆上的
云母管用于电阻片与螺杆之间的绝缘，如果云母
片发生机械损伤，在系统电压的作用下，电阻片与
螺杆之间产生短路。短路可能是一点，也可能是
多点，最终是电阻值下降。
(2)电阻片之间短路。电阻片的绝缘靠电阻
片间的云母片实现。若云母片过于单薄(易于发
生机械损伤)、污秽(形成爬电条件)，会出现电阻
片间短路，使阻值下降，其阻值下降幅度通常小于
电阻片与螺杆之间的短路。
(3)电阻片对地短路。安装在条件恶劣下的
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2006年第1期 上海电力
接地电阻，由于异物、污秽等原因，容易形成爬电
条件，使接地电阻与地之间短路。短路使阻值下
降，还可能导致接地电阻没有零序电流流过。
3 接地电阻材质及结构的变化分析
在接地电阻的材质中，用于绝缘的有云母、瓷
质以及高分子合成材料。其中较为特殊的是云
母。由于云母的耐热特性，接地电阻相对于其他
电气产品，绝缘件大量采用云母。云母的绝缘性
能和耐热性能优异，能达到接地电阻的要求。但
是云母的机械性能较差，所以在其他的电气产品
的绝缘件很少采用云母。接地电阻在运行过程中
是处于静态的设备，对机械性能要求不高，使云母
能充分地发挥其长处。
但是在安装使用过程中，却易出现机械损伤。
由于电阻片与螺杆，电阻片之间的电势差较小，在
使用初期此类机械损伤不会导致短路，而随使用
时间的延续，经多次故障电流产生的电动力作用，
会使这种机械损伤加剧，最终形成电阻片与螺杆，
电阻片之间的短路及污秽的日渐积累，又会导致
这种过程加快。另外，部分电阻的绝缘件采用合
成材料，其耐热性能较差，在电阻发热时，合成绝
缘材料会出现熔融的现象(见图3)
图3 电阻发热时，台成绝缘材料表面塔融现象
组合式接地电阻柜，安装了金属外壳，基本解
决了接地电阻由于异物、污秽等原因形成电阻与
接地电阻之间的短路。但是散热条件却变差。
接地电阻一般由3层电阻层构成，其中第2
层的散热条件最差。特别是对于组合式接地电
阻，第2层电阻层散热最困难。长时间的热量，使
固定螺杆在热胀冷缩的作用下，套在螺杆上的云
母管承受巨大的机械应力，加剧了云母管的机械
损伤。电阻层外观呈下凹状(见图4)。这些现象
都会产生电阻值变化等异常情况。
图4 电阻层外观呈F凹状
4 试验方法与结构改进建议
4．1 试验方法
由于接地电阻的缺陷有较强的隐蔽性，即使
云母管等绝缘件出现轻度机械损伤，在试验时也
可能出现阻值不变等情况。因此有必要在试验方
法上加以改进，以发现接地电阻的缺陷。
接地电阻需要进行整体耐压试验，以保证接
地电阻的整体绝缘性能。试验中，在各层电阻片
与云母管内螺纹杆之间加压，电阻片一端加压、另
一端悬空，螺杆接地，以发现云母管的缺陷。
以上两种缺陷均应根据出厂耐压试验值的
8O 9，6进行。
4．2 结构改进
在电阻结构上要尽可能避免出现容易导致云
母损伤的机械结构。对于接地电阻柜要重视风道
设计，避免出现风道旁路的现象。同时在安装过
程中也要尽可能的留有散热空间。
5 结语
由于小电阻接地在我国使用的时间较短，同
时接地电阻的缺陷又有一定的隐蔽性。在设计、
制造、安装和使用过程中，应不断吸取运行中的经
验，加以改进，避免出现因接地电阻故障而引发的
配电网事故。
收稿日期：2006 02—20
作者简介：钱雏忠(1959一)，男，上海人．研究生，高级工程
师，上海市区供电公司总工程师，021—63253421；姚建歆
(197o一)，男，上海人，大学，高级工程师，生产运行部总工
程师，从事电力系统管理工作，021—63253421。
l责任编辑：尹端士)

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