在中性点非直接接地电网中发生单相接地故障 时．由于故障电流相对较小．且三相相问电压仍保持 对称．不会影响对负荷的正常供电．因而发生单相接 地故障后允许继续运行一段时间11 因此。我国6～ 35 kV电网多采用中性点非直接接地运行方式 ．以 提高供电可靠性 6～35 kV电网采用中性点不接地运行方式时． 若发生单相金属性接地故障．非故障相对地电压会 升高到正常相电压的＼／ 倍．不会危害正常电气设 备的绝缘。但是。如果发生间歇性单相弧光接地．则会 产生很高的弧光过电压．非故障相的过电压幅值可高达正常相电压的3．5倍．严重威胁电气设备的绝缘． 甚至造成绝缘击穿。进而发展成相间短路故障2． 。 为了限制弧光过电压．传统上6～35 kV电网多 采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。消弧线圈 可以补偿单相接地故障时的电容电流．从而减小单 相接地电流．进而促使电弧自行熄灭，因而可以消除 弧光过电压 为此．很多研究人员在改进消弧线圈方 面作了大量的工作．提出了消弧线圈自动跟踪补偿 和自动调谐的方法I4' 。但是．随着电网规模的扩大 及电缆线路的增多．发生单相接地故障时的电容电 流很大．用消弧线圈补偿电容电流的方法已不能有 效消除弧光接地过电压[6_ 1 近年来．我国6～35 kV电网开始大量使用消弧柜来解决弧光接地过电压问题。取得了理想的效 果8]。但是，作为新生事物．目前大多数消弧柜都存 在着设计缺陷。而且，消弧柜在电网中的配置、选型 以及运行方面也都存在误区 这些问题的存在将严 重影响电网的安全运行及供电可靠性．因而有必要 作进一步的研究，以避免由于消弧柜的使用而带来 的隐患。
1 消弧柜工作原理
消弧柜实质上是一种具有消弧、消谐及过电压 保护功能的电压互感器柜(PT柜)，其消弧工作原理 见图 l。使用了消弧柜的6～35 kV电网采用中性点不 接地运行方式 电网正常运行时．消弧柜中的3个分 相控制的高压真空接触器(KM)都处于分断状态．电 压互感器(PT)二次侧输出的三相电压正常．零序电 压值几乎为零．微机智能控制器负责对电网的零序 电压和三相电压进行实时监测 电网出现单相接地 故障时，故障相电压上升，非故障相电压下降．零序 电压大大增加。当零序电压达到一定值时，控制器即 判定系统发生了单相接地故障．并通过对各相电压 的计算分析，判断出接地故障的相别．向对应相的高 压真空接触器发出合闸命令．把故障相直接在装置 内实现金属性接地．同时向中央控制室发出报警信 号．以便通知运行人员及时处理电网故障。无论单 相接地故障是间歇性弧光接地还是稳定的电弧接 地 ．由于消弧柜直接把故障相在装置内变成了金属 性接地．故障相的对地电压降为零。原来故障点的电 弧必然熄灭．避免了弧光过电压的产生，而其他两相 的对地电压则限制在线电压的水平上。
2 消弧柜的选型
目前．绝大多数消弧柜没有设置图 l中的切换 开关(SW)，姑且把没有设置切换开关的消弧柜称为 A型柜，而把设置了切换开关的消弧柜称为B型柜。虽然 A型柜只是比 B型柜少了一个切换开关 ． 但这一问题将是A型柜的致命缺陷 应该说．对于 单母线系统而言．由于只需使用一台消弧柜．这时选 用 A型柜是没有问题的 但对于需要使用多台消弧 柜的多母线系统来说．选用 A型柜将严重影响电网 的供电可靠性 l：L~n．在母线制为单母线分段的双电 源 6～35 kV电网中．通常两段母线并列运行 (即母 联开关闭合)。如果两段母线上各安装一台A型柜． 当电网发生单相接地故障时．两台 A型消弧柜都会 动作，从而把两段母线的同一相分别接地。然而．当 电网单相接地故障消除后．系统中仍然存在着两个 分别由两台消弧柜造成的接地点．这会使两台消弧 柜相互形成闭锁而无法复归．必然对电网的供电可 靠性造成严重影响 对 B型消弧柜而言．如果把装置中的切换开关 合上，则其功能与A型消弧柜完全相同 如果把切换 开关打开，当控制器检测到单相接地故障时仅仅会 发出报警信号而不再使高压真空接触器动作合闸． 这时 B型消弧柜不再具备消弧功能．而只相当于一 台智能 Prr柜 显然 ．B型消弧柜可灵活应用于所有 6～35 kV电网中 只要使用得当．就不会象 A型消 弧柜那样出现各消弧柜相互闭锁而不能复归的情 况。仍以母线制为单母线分段的双电源 6～35 kV电 网为例．两段母线上各安装一台B型柜 两段母线 并列运行时．可把其中一台作为消弧装置使用(消弧 柜的切换开关合上)．而把另一台作为智能 PT柜使 用(消弧柜的切换开关打开)。当电网发生单相接地 故障时．作为消弧装置用的 B型柜动作 ．把一段母 线的故障相接地．而作为智能 柜用的 B型柜仅 发报警信号 当电网单相接地故障消除后．系统中 只存在一个接地点．因而消弧柜能够实现复归 如 果母联开关打开 ．则可把两台 B型柜都作为消弧装 置使用 这时．两段母线分别代表两个独立的系统． 不会出现两台消弧柜相互闭锁的情况 总之．在作6～35 kV电网设计时．如果使用消 弧柜来抑制弧光过电压．消弧柜的正确选型非常重 要 ．不当的选型会严重危害电网的安全运行及供电 可靠性 在需要使用多台消弧柜的多母线系统中． 不能选用 A型柜 ．而应选用 B型柜 。
3 消弧柜的配置
3．1 单母线制主接线 对于主接线为单电源、单母线制的电网，消弧柜 可参照图2进行配置。应在变电所母线处安装一台B 型消弧柜(B)。如果电网中还存在配电所(虚线框部分)．则应在其中一个配电所的母线处再配置一台 B 型消弧柜．而其它配电所只需安装智能 Prr柜(P)即 可 变电所处的消弧柜应作为电网的主消弧设备，而 配电所处的消弧柜则作为备用消弧设备。通常情况 下．只有主消弧设备才用作消弧装置，而备用消弧设 备仅当作智能 柜来使用。只有在主消弧设备出现 故障的情况下．才能把备用消弧设备用作消弧装置。
3．2 单母线分段主接线 对于主接线为双电源、单母线分段制的电网，消 弧柜可参照图3进行配置 应在变电所每一段母线 处各安装一台B型消弧柜(B)．两台消弧柜互为备 用。如果在电网运行中两段母线并列运行 (母联开 关 M闭合)．就把其中一台消弧柜用作消弧设备，而 另一台消弧柜则用作智能 柜 如果两段母线各自 独立运行(母联开关M打开)．则把两台消弧柜同时 用作消弧设备 电网中的各配电所无需选用消弧柜而 只需分别配备一台智能Frr柜即可(图中未画出)。
3．3 消弧柜的配置原则 在中性点不接地的 6～35 kV电网中．要使用消 弧柜来抑制弧光过电压．就必须保证消弧柜的正确 配置。只有正确地配置了消弧柜．才能有效地抑制弧 光过电压，保证电网的安全运行及供电可靠性．同时 又能节省设备投资 在作 6""35 kV电网设计时．消弧柜的选用不宜 过多，否则不仅增加设备投资．还会给电网运行带来 不必要的麻烦 通常每个系统可设置两台B型消弧 柜，配电所母线可选用智能 柜。两台消弧柜互为 备用。在电网运行中同一时刻只能有一台用作消弧 设备，另一台可用作智能Prr柜 。
4 智能PT柜
智能Pr柜是一种具有微机电压测量、绝缘监视、消谐及过电压保护功能的新型电压互感器柜，既 可以作为消弧柜的补充而安装于配电所母线上，又 可以代替传统的Prr柜而单独使用。 智能 柜的功能如下：①基本功能：普通Frr 柜的功能：⑦电压测量功能：实时监测并显示三相电 压和零序电压：③绝缘监视功能：电网单相接地时自 动报警．自动显示接地相别，自动记录接地故障时的 电压参数供查询．选配小电流接地选线装置时，自动 指示接地回路：④Pr断线检测：自动检测 断线并 报警，自动指示断线相别；⑤消谐功能：自动消除由 电压互感器饱和引起的铁磁谐振：⑥过电压保护功 能：不仅防止大气过电压，而且限制内部过电压；⑦ 其它功能：远程监测与计算机组网功能等。
5 结语
要使消弧柜正常发挥作用．必须保证消弧柜的 正确选型、配置及使用：①在消弧柜设计选型中，应 避免使用A型消弧柜，而应选用B型消弧柜；②在 消弧柜的配置方面．对大多数小电流接地系统而言 都可设置两台B型消弧柜．作为消弧柜的补充，配 电所母线可选用智能 柜：⑧在消弧柜的使用当 中．必须保证在同一时刻只能有一台B型消弧柜用 作消弧设备．而另一台B型消弧柜则用作智能 柜．两台B型消弧柜互为备用 目前．消弧柜已开始大量应用于 6～35 kV电 网．用以解决弧光接地过电压问题。实际运行情况 表明，消弧柜的正确选型、配置与使用是有效抑制弧 光过电压的前提。在保证选型、配置与使用正确的情 况下．消弧柜可效地抑制弧光过电压。而不当的选 型、配置与使用则会严重危害电网的安全运行。影响 到电网供电的可靠性 。
我国电力系统中性点的运行方式主要有：中性点不接地，中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种，前两种接地系统称为“小电流接地系统”。在小电流接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。单相接地时，由于故障电流小，使得故障选线较困难。常规变电所是靠绝缘监视装置发出信号，告知运行人员。然后由运行人员通过接在电压互感器二次相电压中表的量值来判断故障点。由于绝缘监视装置只能判断某一电压等级系统有接地，而不能指出故障点所在的线路，所以为了找出故障点，必须依次短时断开各条线路开关，再以自动重合闸恢复供电。这样，严重影响了供电的可靠性。
近年来，随着综合自动化设备在供电系统中的应用，对小电流接地选线已经能够做到：单相接地后可直接判断故障点所在线路。这样就为我们迅速查找故障点提供了可靠的保证。正确应用综合自动化设备中小电流接地选线功能，是一个值得研究和重视的问题。?
1单相接地时中性点不接地系统的特点
中性点不接地系统正常运行时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零，电网中无零序电压。
可得出如下结论：
a)中性点不接地系统发生单相接地后，电网中会出现零序电流和零序电压，零序电压大小等于电网正常工作时的相电压。
b)故障线路与非故障线路出现零序电流，故障线路零序电流大小等于所有非接地线路零序电流之和，电容性无功功率的方向为线路流向母线；非故障线路零序电流大小等于本线路对地电容电流，其电容性无功功率的方向为母线流向线路。
c)非故障线路零序电流超前零序电压90°，故障线路的零序电流滞后零序电压90°，故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流方向相反。
d)接地故障处电流的大小等于所有线路(包括故障线路和非故障线路)的接地电容电流的总和，并超前零序电压90°。
2小电流接地选线的原理
根据单相接地时中性点不接地系统的特点，目前选线装置主要基于零序功率方向原理，零序电流的幅值原理等。综合自动化变电所设备中(以四方公司设备为例)，小电流接地选线功能是由接于母线上的配出线保护(CSL216B )装置、开口三角电压监测点和主站***同完成的。当系统发生接地后，零序电压(3U0)抬高，装置感受到电压有突变且幅值超过10 V时，由集中测量(CS12A)装置检出向主站报送，再由主站向配出线的保护装置广播，并计算当前零序电压3U0及零序电流向量。再根据接在该母线上所有线路的零序电流的方向判断接地点所在线路，从而使装置判断出故障所在，并分别向就地监控计算机及远方控制中心报告，通知维护人员及时处理故障点。
目前，反零序电流有两种方法：一种是在配出线的线路安装用三相电流互感器构成的零序电流滤序器；另一种是在配出线的线路上安装专用的零序电流互感器。笔者认为：在装设有“V”型接线的保护条件下，采用加装V相电流互感器的方法较为适合(即由三相电流互感器构成零序电流滤序器的方式)，维护试验方便。最好在同一变电所采用同一种接线方式。如果在同一变电所或者同一条母线上既采用三相电流互感器的接线方式，又采用安装专用零序电流互感器的方式，那么一定要使零序电流互感器引出的极性相同，否则接地选线装置是不可能正确工作的。
3小电流接地选线的应用
当采用在配出线的线路上安装专用的零序电流互感器方式时，应注意以下几点：
a)零序电流互感器一般装在电缆头下方，零序电流互感器上方的电缆外皮接地线必须穿过零序电流互感器接地。零序电流互感器下方的电缆外皮接地线则不须穿过零序电流互感器，避免形成短路环
b)支撑零序电流互感器的铁框架不应形成闭合框架。
c)所有配出线的零序电流互感器一、二次极性应核对正确。无论采用何种零序互感器，引出极性一定要统一。
d)零序电流互感器的变比选择要正确。
应当指出的是，采用综合自动化二次设备时，变电所的一、二次设备要整体考虑，否则会造成自动化设备不能正常工作。
综合自动化变电所中，小电流接地选线是一项重要的功能，通过认真分析小电流接地选线装置的原理，并结合在工程应用上的许多经验，指出小电流接地选线应用上需注意的相关问题。并着重强调了变电所进行新建或改扩建时，对一、二次设备应进行综合考虑的问题。只有全面考虑了各种情况，才能使小电流接地选线功能正确发挥作用，达到正确选线的目的。