① 采用中性点经消弧线圈接地方式，不仅减小了线路的故障电流，而且故障线路的零序电流方向也发生了变化，给接地保护的正确选线提出了更高的要求。
② 中性点经消弧线圈接地方式易发生谐振，且消弧线圈的补偿容量不易随电容电流的增加而增加。
③ 消弧线圈的阻抗较大，既不能释放线路上的残余电荷，也不能降低过电压的稳态分量，因而对其它形式的操作过电压不起作用。
2.2.7 两种中性点接地方式的综合比较
表2-1 两种中性点接地方式综合比较
比较项目 单相接地电流 人生触电的危险性 单相电弧接地过电压 单相接地保护 对通信的感应危害 铁磁谐振过电压 操作过电压 高压串入低压引起过电压 保护接地的安全性 不接地 大 大 最高 较难 较小 高 最高 最高 单相接地电流大时危险
经消弧线圈接地 小 减小 较高 难 小 高 高 较高 安全 2.2.8 中性点经高阻接地方式
中性点经电阻接地方式，即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻。该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，有一定优越性。在中性点经电阻接地方式中，一般选择电阻的阻值较小，在系统单相接地时，控制流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。中性点经高阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的，并可防止阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，主要用于200MW以上大型发电机回路和某些6～10kV配电网。
⑴ 运行特点
由于中性点经电阻接地可以迅速判断故障，对于90%以上是电缆线路的城市电网，需要采用此种接地方式。另外，在人口稠密地区，架空线一相导线落地会对人身安全造成极
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大的威胁，因而也应考虑这种电阻接地方式。中性点经电阻接地在国内部分电网已开始应用，并取得了良好的效果。这种接地方式的优越性具体表现为：
① 有效地降低单相接地工频过电压和弧光过电压水平，是消除电压互感器铁磁谐振过电压的最有效的措施。只要R?1/?3?C0?（C0为线路对地电容总和），弧光接地过电压能被限制在2.2U?以下。对于不同的系统，对地电容不同，电阻取值不同。对R无论是低阻还是高阻都能达到抑制电压互感器谐振电压和断线谐振电压的目的，当然R越小，过电压水平越低，但同时应兼顾通过人体的接地电流不明显增加。
② 可简化继电保护，实现快速切除故障，缩短电压持续时间。这样，限制带故障运行有助于性能优良的无间隙氧化锌避雷器的推广应用。从保证保护具有足够的灵敏度的角度来考虑，要求R不宜太大，对接地过流继电器，如果架空线电网中性点电阻电流为100A，则故障线中总零序电流比其它回路的电容电流大得多，从而保证了动作的选择性。对接地方向继电器，零序电流的功率因数是影响灵敏度的重要因素，当接地电流的有功分量与电容电流之比大于2时，接地方向继电器才能可靠工作。
⑵ 中性点经电阻接地方式的缺陷有：
① 对于有架空线的配电网，一般配有自动重合闸，中低电阻接地方式在单相接地时，开关的跳闸率将大大增大，但绝大多数接地故障是由于架空线接地引起的，并且70%～80%的单相接地跳闸可以重合成功，只是对开关的性能提出了更高的要求，然后由于电缆线路不设重合闸，采用小电阻接地方式的电缆网络不会使跳闸次数有明显的增加。
② 关于过渡电阻。如果单相接地不是金属性的，而是经过过渡电阻接地，当架空线路断线落地（水泥路或沥青路），甚至掉在树上，其过渡电阻有可能达到600?左右，这时对接地电流有很大影响，将使得继电保护灵敏度降低而影响系统安全运行。
2.3 小电流接地系统单相接地故障稳态分析
中性点不接地系统发生单相接地时，故障电流为全系统的对地电容电流，如果系统电容电流比较大，就会燃起电弧，引起弧光过电压，使非故障相对地电压升高，损坏绝缘，形成多点接地短路，进一步破坏系统稳定，造成重大事故。为了消除电弧影响，在中性点接入一个电感线圈，当单相接地故障发生时，接地电流中含有电感分量，和原系统中的电容电流抵消，可以迅速降低故障电流，熄灭电弧。因为其熄弧效果显著，人们称它为消弧线圈，中性点接消弧线圈的系统称之为中性点经消弧线圈接地系统。
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Ia1Ib1EaEbEc电容电流Ia2Ib2Ic2线路二Ic1线路一
（a）中性点不接地系统
Ia1Ib1EaEbEcLIa2Ib2Ic2iC线路一Ic1故障电流idiCiL线路二
（b）中性点经消弧线圈接地
图2-5 配电网等值电路示意图
我国目前执行的行业标准DL/T620—1997 《交流电气装备的过电压保护和绝缘配合》中，考虑各级电压网络中，系统应装设消弧线圈的电容电流为：3～10kV电网：30A；20kV以上电网：20A。但是没有考虑线路种类和电网类型，这种标准还是值得商榷的。
在分析单相故障接地的特征时，首先要分析中性点不接地系统以及中性点经消弧线圈系统在发生单相接地故障时，故障电流的分布情况。如图2-5所示，（a）表示中性点不接地系统的电流分布，（b）表示中性点经消弧线圈接地系统的电流分布。由图2-5（b）可以推出，经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，与大地回路构成的等值电路如图2-6所示。
在图2-6中，C——谐振接地系统的三相对地电容，L0——三相线路和电源变压器等在零序回路中的等值电感，R0——零序回路中的等值电阻(其中包括故障点的接地电阻和弧道电阻)，rL、L——分别为消弧线圈的有功损耗电阻和电感，u0——等效零序电源。
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idrLU0L0CiC图2-6 单相接地故障等值电路
iLLR0
对于中性点不接地系统，由于各回出线的故障电流都是由对地电容经接地故障点构成回路的，所以流经各非故障线路的故障电流必然要流经故障线路，所以故障线路电流幅值最大，相位和非故障相相反，如图2-5（a）。
由此可见：当中性点不接地系统发生单相接地故障时，整个系统产生零序电压，大小为正常时的相电压；非故障相电压升高到原来的3倍；接地电流超前零序电压90°，并由线路流向母线；非故障线路的零序电流为本身对地电容电流，相位超前零序电压90°，电容性功率的实际方向为由母线流向线路；故障线路的零序电流为所有非故障元件对地电容电流之和，相位滞后零序电压90°，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线，与非故障线路相反。
对于消弧线圈接地系统，单相接地时的电流分布如图2-6所示，在电源的中性点接入了消弧线圈，当线路1 的A相接地以后，电容电流的大小和分布与不接消弧线圈时是一样的，不同之处是在接地点又增加了一个电感分量的电流iL，因此，从接地点流回的总电流为
id=iC+iL （2.18）
式中，iC—系统的对地电容电流；iL——消弧线圈的电流。根据对电容电流补偿程度的不同，消弧线圈可以有完全补偿、欠补偿及过补偿三种补偿方式。
（1）欠补偿。当电流谐振回路工作在欠补偿状态下时，iL?iC，此时，残流电流中同时含有有功分量以及容性无功电流分量。
（2）全补偿。当电流谐振回路恰好工作在谐振点时，iL?iC，此时，电容电流与电感电流完全抵消，故此时故障点电流仅为有功分量，幅值最小，且其相位与中性点位移电压U0同相。
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（3）过补偿。当电流谐振回路工作在过补偿状态下时，iL?iC，此时id中主要为感性无功电流分量。
三种补偿状态下，发生单相接地故障各条线路零序电流的暂态过程没有太大的差别，而稳态过程却差别很大。在欠补偿时，故障线路零序电流相位与健全线路相反，由于存在消弧线圈的补偿作用，幅值不是最大；在完全补偿时，故障线路零序电流被完全补偿；在过补偿时，故障线路零序电流相位与健全线路相同。
理论上当消弧线圈工作在全补偿状态下故障电流最小，但是串联谐振使中性点位移电压远大于不对称电压，给系统造成危害，严重时会造成系统振荡甚至解列。故消弧线圈应适当偏离谐振点运行，通常采用过补偿运行。因为当欠补偿运行系统发生断线故障时，容易发生欠补偿瞬间转变为过补偿，中性点位移度过大，影响系统的稳定性。通常中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈工作在过补偿5%～10%，根据具体情况而定。[13]
2.4 小电流接地系统单相接地故障暂态分析
经消弧线圈接地系统发生单相接地故障的瞬间，流过故障点的接地电流由暂态电容电流和暂态电感电流两部分组成。由于两者的频率和幅值显著不同，在暂态过程中不能互相补偿。工频电压条件下的残余电流、失谐度等概念不适合此种情况。
2.4.1 暂态时刻的电容电流
在一般情况下由于电网中绝缘被击穿而引起的接地故障经常发生在相电压接近于最大值的瞬间，因此可以将暂态电容电流看成是如下两个电流之和：
⑴ 由于故障相电压突然降低而引起的放电电容电流，它通过母线而流向故障点，放电电流衰减很快，其振荡频率高达千赫兹，振荡频率主要决定于电网中线路的参数，故障点的位置以及过渡电阻的数值。
⑵ 由于非故障相的电压突然升高而引起的充电电容电流，它要通过电源而成回路，由于整个流通回路的电感较大，因此，充电电流衰减较慢，振荡频率也较低，仅为数百赫兹。
在分析电容电流的暂态特性时，由于自由振荡频率一般较高，考虑到消弧线圈的电感L和L0，故图2-6中的rL与L可以不予考虑。这样，暂态电容电流的分布与中性点不接地系统基本相同，利用L0、C、R0组成的串联回路和作用于回路的零序正弦电源电压u0，就可确定暂态电容电流iC。
由以上条件可写出微分方程：
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