1. 课程导入与故障全景

在10 kV、35 kV等中压配电网中，最常见的故障不是相间短路，也不是三相短路，而是单相接地故障。它指的是三相系统中某一相导体与大地（或与接地导体、杆塔、电缆护层等接地部分）之间发生非正常连接，形成一条经大地返回的故障通路。由于中压配电网普遍采用中性点不接地、经消弧线圈接地或经小电阻接地的运行方式，单相接地后的故障电流大小、母线电压变化、保护动作行为与相间短路有本质区别，这也决定了它必须作为独立专题来学习。

从统计规律看，配电网架空线路的单相接地故障通常占全部故障的60%～80%，电缆线路中这一比例也常在50%以上。原因很直观：线路长、分支多、通道环境复杂，雷击、树木碰线、绝缘子污闪、断线落地、小动物短接、电缆绝缘老化等，绝大多数首先表现为一相与地之间的绝缘破坏。因此，单相接地不是“偶发异常”，而是配电网日常运行中必须持续面对的基本工况。

为什么单相接地“看起来不严重，实际很危险”

在中性点不接地系统中，发生单相接地后，故障相电压接近零，非故障相电压升高，线电压三角形基本保持不变，因此三相负荷仍可短时继续供电。这正是过去允许“带故障运行1～2小时”的原因。但危险恰恰隐藏在这种“还能运行”的表象之下：

• 非故障相过电压：非故障相对地电压由相电压升高为线电压，若为弧光接地，还可能产生2.5～3.5倍相电压的暂态过电压，加速绝缘劣化，诱发第二点接地，发展为相间短路。
• 弧光与火灾风险：间歇性电弧反复重燃，可能引燃周围植被、电缆沟或设备，形成火灾。
• 人身触电风险：断线落地、导线搭挂杆塔时，接地点的跨步电压和接触电压直接威胁人身安全。
• 设备损坏：电压互感器、避雷器、电缆终端长期承受过电压，可能击穿损坏；铁磁谐振还可能烧毁电压互感器。
• 保护配合困难：故障电流小，常规过流保护灵敏度不足，选线困难，导致故障长时间存在。

故障全景：从发生到处置的信号链

要理解单相接地，不能只记住定义，而应把它看成一条从“绝缘破坏”到“保护处置”的完整信号链。下图给出本节的全景关系：故障点、零序通路、母线电压变化、零序电压/电流特征、选线判断与最终处置之间的逻辑关系。

学习路线图：本课程要解决什么问题

本课程围绕“看得懂、算得清、选得准、处置得当”四个目标展开，后续章节将依次深入以下内容：

1. 基础理论：中性点接地方式分类，零序电压、零序电流的产生机理，对地电容电流的计算方法。
2. 稳态与暂态分析：金属性接地、弧光接地、经电阻接地时的电压电流分布，暂态过程与过电压倍数。
3. 定量计算：单相接地电容电流估算、消弧线圈补偿度计算、小电阻接地系统故障电流计算，配合教学示例参数逐步演算。
4. 选线与定位：零序电流比较法、五次谐波法、首半波法、信号注入法、行波法的原理与适用条件。
5. 保护与处置：接地选线装置、零序保护定值、消弧线圈自动调谐、故障隔离与恢复供电流程。
6. 典型案例与排障：结合真实场景的故障录波分析、误判原因排查与处置复盘。