引言

电力网中性点接地方式指电力系统中性点与大地的电气连接方式。电力网中性点接地方式有中性点有效接地、中性点非有效接地两种，其中中性点非有效接地又包含中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地、中性点经低电阻接地等。选择中性点接地方式，需考虑多种综合因素：电网电压、发生单相接地故障时的电流、过电压水平、供电可靠性、设备绝缘水平及造价、继电保护配置等。

1电力系统接地方式分类标准

电力网中性点接地方式有中性点有效接地、中性点非有效接地两种。根据国家标准GB/T 50064-2014 ，中性点的有效接地系统指电力系统中零序与正序电抗之比(X0/X)为正值并且不应大于3,而其零序电阻与正序电抗之比(R0/X)不大于l。在我国，110kV～750kV系统中性点应采用中性点直接接地方式。中性点接地方式不同于设备接地方式，在中性点有效接地方式中，110kV或220kV部分变压器也可采用不接地方式。中性点的非有效接地系统指电力系统中零序与正序电抗之比(X。/X)大于3,而其零序电阻与正序电抗之比(R。/X)大于l。此类接地方式又包含中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地等。

2 电力系统各中性点接地方式的特点

2.1中性点直接接地

对于110kV及以上的供电系统，电压等级高，提高设备绝缘能力，成本增加太大。中性点不接地系统，发生单相接地故障时，不接地的两相就要能够承受1.732倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来很难，安装也是问题，会使成本大大增加；另外110kV及以上系统由于电压等级高，杆塔的高度同样也高，出现单相接地的概率较小，即使出现了接地跳闸，对供电可靠性影响不太大，因而从投资的经济性考虑，在110kV及以上供电系统，多采用中性点直接接地。

在低压380/220V系统中，有许多单相用电设备，中性点不接地系统，发生单相接地故障时，有可能不接地相电压升高，会因过电压烧毁家用电器，从安全性考虑，我们必须采用中性点直接接地系统，将中性点的对地电位固定为零，这样也可以很容易地取得相电压。

2.2 不接地系统

我国10kV配电网现状多为不接地系统，10kV变压器侧多为三角形接线，无中性点引出。中性点不接地系统，发生单相接地故障时，故障相电压为零。非故障相相电压上升为线电压，为原来的1.732倍。但线电压不变，对电力用户没有影响，系统允许带故障运行2个小时，由运维人员检修排除故障。如发生单相接地的线路不长、电压等级不高时，单相接地故障电容电流较小，故障电弧能自行熄灭，10kV配电网绝缘方面的投资增加不多，而供电可靠性较高的优点突出，所以中性点多采用不接地的方式。

2.3 中性点经消弧线圈接地

电力网络单相接地故障时，若电缆线路较多，接地故障电容电流有可能超过10A，当10A＜IC＜30A时，系统会产生间歇性电弧过电压。此时，电力系统中性点装设电感型消弧线圈，能有效的消除产生的不平衡电容电流，使电容电流的大小减少到可以自行熄灭的范围。

中性点经消弧线圈接地，保留了中性点不接地方式的全部优点。由于消弧线圈的电感电流抵消了电网接地电容电流，使得接地点残流减少到5A及以下，降低了单相接地故障的影响，提高了供电可靠性。

2.4 中性点经低电阻接地

对于用电容量大且以电缆线路为主的电力系统，其电容电流往往大于30A，如果采用消弧线圈接地方式，不仅调谐工作繁琐困难，故障点不易寻找，而且消弧线圈补偿量增大，使得投资增加，占地面积也随之增大。电缆线路不宜带故障运行，采用消弧线圈可以带故障运行的优点也不能发挥，因此这样的系统常采用低电阻接地。

3 消弧线圈的作用原理、补偿容量

3.1 消弧线圈的作用原理

电力网正常运行时，消弧线圈中无电流。而当电网发生单相接地故障时，中性点零电位变成相电压，经过消弧线圈的电感性电流IL与单相接地故障的电容性电流IC相互抵消。电容残余电流IC变得很小，可自行熄灭。从而避免由于发生单相接地故障而引起的电弧过电压。

3.2消弧线圈的补偿容量

消弧线圈的补偿容量W等于1.35倍接地电容电流*系统标称相电压，消弧线圈装置应保证中性点的长时间电压偏移不超过标称相电压的15%，补偿后的故障残余电流不高于10A。

 消弧线圈的补偿容量有3种，分别是全补偿、过补偿、欠补偿

一种是全补偿。全补偿方式下，电感电流IL等于电容电流IC，接地点的接地电流为零。从灭弧的角度来说，全补偿最好，但从电工理论的原理可知，此时正好满足串联谐振条件。中性点电位的作用下就可能发生串联谐振，使中性点和各相对地产生一个很高的过电压，危及电网绝缘。因此不能采用全补偿方式。

第二种是过补偿。过补偿方式下，电感电流IL大于电容电流IC，接地点流过较小的感性电流。这种方式可以避免串联谐振过电压，同时保留了系统进一步发展的裕度。根据电力规范DL/T 5222-2021 ，装在电网的变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。

第三种是欠补偿。欠补偿方式下，电感电流IL小于电容电流IC，接地电流有未被补偿的较小的容性电流。根据电力规范DL/T 5222-2021 ，对于采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈,为了限制电容耦合传递过电压以及频率变动等对发电机中性点位移电压的影响，宜采用欠补偿方式。

3.3故障暂态时间的能量

由于消弧线圈电感能量与电流的平方成正比、线路对地电容能量与电压的平方成正比，因此在故障暂态时间的每个振荡周期内，消弧线圈电感能量的最大值对应线路对地电容能量的过零点，消弧线圈电感能量的过零点则对应线路对地电容能量的最大值，即在每个振荡周期内，消弧线圈电感能量与检测点背后线路对地电容能量的吸收释放规律是相反的，这两者一直在从故障点吸收能量，使得能量的幅值一直在增加。故障上游检测点所测能量振幅等于消弧线圈电感能量与线路对地电容能量的振幅之差，并且在每个振荡周期内，其最大绝对值对应消弧线圈电感能量最大值，最小绝对值对应检测点背后线路对地电容能量的最大值。实际配电网中，故障上游检测点测得的能量中存在不断累积的阻性能量，使得检测点实际所测能量大小要大于理论值，在故障初期，阻性能量所占总能量的比例很小，所测能量以电容、电感元件上所存储的能量为主。在故障发生后的暂态时间内，故障下游检测点的下游线路对地电容从故障点吸收能量的同时，会与消弧线圈电感进行能量交换；在故障达到稳态以后，线路对地电容停止从故障点吸收能量，所存储的能量全部用于与消弧线圈电感进行交换。在每个振荡周期内，线路对地电容会吸收一次能量并将其全部释放，故障下游检测点测得的能量值恒大于等于零，反映了检测点下游线路对地电容所存储能量的变化情况，其值在每个振荡周期内均会回归到零。实际配电网中，阻性能量的存在使检测点实际所测能量大小要大于理论值，这对于故障的检测是有利的。

4 10kV配电网引入消弧线圈的方式及目的

我国10kV配电网现状多为不接地系统，10kV变压器侧多为三角形接线，无中性点引出。在工程实际中，多采用消弧线圈接地变方式，人为的引出中性点，并通过消弧线圈接地，用来补偿网络中的不平衡电容电流。

它接于变压器（或发电机）的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。电力系统输电线路经消弧线圈接地，为小电流接地系统的一种。

电力网正常运行时，消弧线圈中无电流。而当电网发生单相接地故障时，中性点零电位变成相电压，经过消弧线圈的电感性电流IL与单相接地故障的电容性电流IC相互抵消。电容残余电流IC变得很小，可自行熄灭。从而避免由于发生单相接地故障而引起的电弧过电压。

5 中性点经消弧线圈接地的优点

5.1提高电力系统的供电可靠性

电力网络发生单相接地故障时，消弧线圈的电感性电流IL与单相接地故障的电容性电流IC相互抵消。系统可继续带故障运行，补偿后的电容电流很小，对电力系统的电力元件不造成影响，不会引起保护动作而跳闸，提高了供电网络的可靠性。

5.2发生瞬时故障时能自动熄灭故障电流

电力网络经常发生瞬时故障，不经处理自行恢复正常运行。装设消弧线圈，瞬时故障时的电容电流IC很小，电力系统可以在继电保护尚未感知前，熄灭电弧，自动恢复运行。

6 中性点经消弧线圈接地的缺点

弧线圈工作噪音大，可靠性差，调节精度差，过电压水平高，电网中原有方向型接地选线装置不能使用及串联的电阻存在爆炸的危险等。

配电网中性点接地方式，目前尚无统一标准，国标、行标、企标均有所差异。不同规范、标准对电容电流大小适用范围也有差异，当配电网络线路数量越来越多时，消弧线圈的电感电流将无法补偿故障电容电流，或为了补偿电容电流，需增大消弧线圈的体积、增加更多的投资才能满足。

结语

选择电网中性点接地的方式是一项系统性的工程，要从实际情况出发，对供电可靠性、绝缘配合、过电压保护、网络结构、人身安全、继电保护等问题进行综合考虑，分析各种接地方式的技术经济性，从而权衡利弊，得出最佳选择。

参考文献

[1]导体与电器选择设计规程 DL/T5222-2021

[2]交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 GB/T 50064-2014

[3]纪良.浅谈消弧线圈对电网稳定的作用.2007