一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地分析

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)任何一相(如C相)接地時(shí)，如下圖所示，接地相對(duì)地電壓為零(U dC =0)，接地相對(duì)地電容電流也是零(I cC =0)。此時(shí)中性點(diǎn)電位不再是零，對(duì)地產(chǎn)生電位，不接地相(A、B相)對(duì)地電壓就是對(duì)C相的電壓，即線電壓(U dA 、 U dB )，如下圖(b)所示。

現(xiàn)以C相金屬性接地為例，簡(jiǎn)要分析如下：

1、單相(C相)接地故障時(shí)，可寫(xiě)出下列電壓方程式:

U 0 +U C =-U C +U C =U dC =0，故有U 0 =-U C 。式中U0為中性點(diǎn)對(duì)地電壓，UC為C相電源電壓。

上式表明，當(dāng)發(fā)生C相金屬性接地時(shí)，中性點(diǎn)的對(duì)地電位不再是零，而變成了-U C 。于是A、B相的對(duì)地電壓相應(yīng)地為:

U dA =U 0 +U A =-U C +U A ，U dB =U 0 +U B =-U C +UB

上式中各量的向量關(guān)系如上圖(b)所示。未接地的A、B兩相對(duì)地電壓升高到相電壓的√3倍，即A、B兩相的對(duì)地電壓等于線電壓。

2、在中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地后，各相間的電壓大小和相位沒(méi)有變化，電壓的對(duì)稱(chēng)性沒(méi)有變化，因此這樣的三相系統(tǒng)，一點(diǎn)接地后還可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。

3、A、B兩相對(duì)地電壓升高到相電壓的√3倍，這兩相的對(duì)地電容電流也相應(yīng)地增大√3倍，即I' CA =I' CB =√3I' C0 ，其中I C0 =ωCU φ 。因C相接地，故C相對(duì)地電容被短接，C相對(duì)地電容電流變?yōu)榱悖藭r(shí)經(jīng)過(guò)C相接地點(diǎn)流入地中的電容電流(即接地電流)不再是零，而是

I C =-(I CA +I CB )。

如上圖所示，A相的電容電流ICA超前UdA90?， B相的電容電流ICB超前UdB90?。經(jīng)過(guò)向量相加，可知絕對(duì)值為:

I C =3ωCU φ (A)。式中Uφ為系統(tǒng)的相電壓，V；ω為角頻率，ω=2πf；C為一相對(duì)地電容，F(xiàn)。

從以上公式可知，單相接地時(shí)，通過(guò)接地點(diǎn)的電容電流為未接地時(shí)每一相對(duì)地電容電流的√3倍。

二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的后果

1、未接地兩相對(duì)地電壓升高到相電壓的√3倍，即等于線電壓，所以在這種系統(tǒng)中，相對(duì)地的絕緣水平應(yīng)根據(jù)線電壓來(lái)設(shè)計(jì)。

2、各相間的電壓大小和相位仍然不變，三相系統(tǒng)的平衡沒(méi)有遭到破壞，因此可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，這是此種系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)，但不允許長(zhǎng)期接地運(yùn)行，尤其是發(fā)電機(jī)直接供電的電力系統(tǒng)，因?yàn)槲唇拥叵鄬?duì)地電壓升高到線電壓，一相接地運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能造成兩相短路。所以在這種系統(tǒng)中，一般應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視或接地保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地時(shí)，系統(tǒng)允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間最多不得超過(guò)2h。

3、一相接地時(shí)，接地點(diǎn)通過(guò)的電流為電容性的，其大小為原來(lái)相對(duì)地電容電流的3倍，這種電容電流不易熄滅，可能在接地點(diǎn)引起“弧光接地”，周期性地熄滅和重新發(fā)生電弧。“弧光接地”的持續(xù)間歇電弧較危險(xiǎn)。可能引起線路的諧振現(xiàn)象而產(chǎn)生過(guò)電壓，損壞電氣設(shè)備或發(fā)展成為相間短路。這種系統(tǒng)中接地電流大于5A時(shí)，發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)都應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù)裝置。