2024年11月6日发(作者：赛鸿风)
一种电压互感器二次回路N600在线监测
方法
摘要：相关规程规定，为保护二次设备及人员安全，电压互感器二次回路必
须有一点接地。而电压互感器也只能有一点接地，多点接地会导致电压互感器电
压产生误差，使保护装置有误动和拒动风险，本文总结现有故障查找方法的同时，
提出了一种电压互感器二次回路多点接地在线监测方法，对电压互感器二次回路
多点接地故障进行监测和判断，并提高消缺效率。
关键词：电压互感器；二次回路；故障查找
引言：电压互感器将高电压转换成低电压，来给保护、测量、计量装置使用，
同时将高压和低压进行隔离，防止一次电压将绝缘击穿时危害人身和设备的安全。
目前，全站的电压互感器二次回路N600只在主控室一点接地，但由于施工工艺
不过关、电缆破皮、避雷器被击穿等各种原因，运行过程中有可能造成电压互感
器二次回路发生多点接地
[1]
。
目前多点接地电流检测法原理和电阻检测法原理均有不足的地方，为建设更
智能化的无人值班变电站，本文提出一种电压互感器多点接地实时监测的方法，
后台及远动能实时监测到全站N600电流数据，一旦发生多点接地，能让运行人
员及时通知继保人员处理，快速判断电压互感器多点接地的间隔，能提高继保人
员消除缺陷的效率，提升系统的可靠性和稳定性。
1、电压互感器二次回路多点接地的危害
由于一个变电站的接地网之间并非完全的等电位，当电压互感器二次侧有多
点接地时，如果此时系统发生接地故障或遭受雷击，变电站接地网将流入故障电
流，使两接地点之间产生电位差加大，其二次回路中性线上产生偏移电压，三相
电压的幅值和相位均发生了变化，有可能导致保护误动和拒动，给继电保护装置
可靠运行带来严重隐患。
2、电压互感器二次回路等值电路
图1电压互感器二次回路等效电路图
正常情况下如图1所示，接地点为n点。PT二次交流电压回路中性线N600
流过的电流为PT二次负荷不平衡电流（由于二次负荷基本是对称的，且PT二次
负荷很大，所以电流很小），而接地点电流为是PT二次交流电压回路的电缆与
大地之间存在的对地电容电流。可按下列公式计算
[2]
：
由于PT二次回路电缆对地电容很小，对地的容抗很大，故N600一点接地的
电流很小。
若在全站N600一点接地的电缆上串接一个电阻R，流过全站N600一点接地
电流可按下列方程计算
[2]
：
由于对地电容C很小，1/jωc很大，当控制串入的电阻R值在0~10Ω范围
内变化时，接地点电流基本保持不变。
图2发生两点接地时电压互感器二次回路等效电路图
发生两点接地时如图2所示，此时接地点电流
地时的对地电容电流，
，为只有一点接
为两点接地时MN之间的电位差产生的电流。由于Umn
线性变小，流和Zmn很小，当接地点串入电阻R在0~10Ω范围逐渐增大时，
过接地点的电流也线性变
小。
3、电压互感器二次回路多点接地电流检测法原理
正常运行情况下，N600一点接地上只有微弱的电流（一般小于50 mA）。电
流检测法检测原理如图3所示，当电压互感器二次回路出现两点接地时，不同接
地点间存在电压差Umn，从而形成接地电流，此时，流过N600一点接地的电流
。
就等于对地电容电流加上电压差形成的接地电流
图3 电流检测法检测原理图
电流检测法通过钳形电流表检测N600接地点上电流大小判断是否存在多点
接地。判断依据是当 N600 单独接地点电流超过 50 mA，或者前后两次测量电流
变化值超过20 mA时，则说明存在多点接地。判断有多点接地后，再对各个支路
的N600电流进行测量，如果某个支路的N600电流也超过标准值，则说明接地点
就在这个支路，再通过排查找出接地点。电流检测法原理简单，不需要其他检测
仪器，使用钳表即可查找缺陷。
但是现今变电站运维要求运行人员6个月测量一次N600电流，当电压互感
器二次回路有间歇性多点接地时，故障不能及时被发现。如今二次电缆对地电容
很小，很多新建或综改后的变电站实测N600一点接地电流大多都小于10mA，一
旦发生距离较近的多点接地时，N600 接地电流不一定超过 50mA，这使得判断方
法存在漏洞。当PT二次回路负载三相不平衡的时候，支路N600回路本身流过不
平衡电流也比较大，使得电流检测法判断方法不明确，查找故障时会有误判断
的风险，同时查找需要花费大量人工。
4、电压互感器二次回路多点接地可变电阻检测法原理
电压互感器存在多点接地故障时，N600全站一点接地上有接地电流，接地电
流会随接地电阻改变而变化。电压互感器多点接地可变电阻检测法就是利用这一
原理，在N600和地之间并接一个隔离开关K和另一个串联可变电阻R的隔离开
关K1，通过改变电阻阻值，同时测量各个N600的电流值是否发生变化，判断是
否存在多点接地。可变电阻法检测法原理如图4所示
[3]
。
相对于电流测量法，可变电阻法能够更直观、可靠判断多点接地，但是电阻
检测法操作步骤多，需要手动变化电阻R的阻值的同时测量每一条N600的电流，
缺陷查找的速度慢，降低消缺效率。查找过程中需要断开N600一点接地，有造
成系统失去N600一点接地的风险，且目前湛江局并无配备电阻检测法需用到的
相关工具。
图4可变电阻法检测原理图
5、电压互感器二次回路多点接地在线检测原理及使用
图5在线检测装置原理图
所以，结合电流检测法和电阻检测法原理，提出一种思路，如图5所示，在
全站N600一点接地上串接入一个可变化电阻值的电阻R（不大于10Ω），电阻R
上并联一个可控制断开和闭合的接触器KM，然后在N600一点接地电缆和各个支
路的N600电缆根部上各接入一个CT，即可实时检测所有N600电缆的电流，并把
采集到的电流上送至后台及远动，如果电流数据超过限值就会发出告警，实现对
全站一点接地N600的电流和每个间隔的N600电流在线监测。
正常运行时合上接触器KM，并把电阻R调至0Ω，可在线监测全站N600一
点接地的电流值，并能保证N600可靠一点接地。运行人员维护时可按要求定期
分开接触器KM，并改变可变电阻R，如果一点接地N600电流值没有变化，则系
统正常，闭合接触器KM。若一点接地N600电流值随着电阻的改变而改变，同时
存在一个支路N600电流也随电阻变换而变化，则可证明，系统存在多点接地，
且是在电流发生变化的N600支路接地，再通知继保人员作进一步检查。
电压互感器多点接地在线检测的优点在于：（1）实时监测，无需运
行人员每6个月测量一次N600电流；（2）代替人工查找电压互感器多点接地故
障，节约了人工和相关经济成本；（3）对比电流检测法，在线检测装置有效解
决近距离多点接地时，接地电流可能小于50mA的风险，判断多点接地的方式明
确，有利于提高判断准确性；（4）对比电阻检测法，没有解开N600一点接地的
风险，在线监测操作步骤简单，能提高查找缺陷的效率；（5）运行时，当电阻R
或者接触器KM任何一方损坏均不会造成N600与接地点断开，提高N600一点接
地可靠性。
6、结束语
本文提出一种电压互感器多点接地在线监测方法，在变电站运行期间可以实
时监测到N600一点接地和各个支路N600的电流，有异常情况发出告警通知相关
人员解决，提升查找缺陷的效率，缩短故障的持续时间，可以在不解除N600一
点接地的情况下查找故障，并准确定位，使电压互感器多点接地查找方法更加可
靠、安全，把保护装置及安自装置的运行风险降低，为电力系统的安全运行提供
有力的保障。
参考文献：
[1]余程.电厂电压互感器二次回路多点接地危害分析.电子测试,2022(10).
[2]陈泽镔.继电保护PT二次回路多点接地隐患及预防措施.技术与市
场,2020(6)
[3]肖岸原.变电站二次回路中性点多点接地的检测.集成电路用,2016(05)
2024年11月6日发(作者：赛鸿风)
一种电压互感器二次回路N600在线监测
方法
摘要：相关规程规定，为保护二次设备及人员安全，电压互感器二次回路必
须有一点接地。而电压互感器也只能有一点接地，多点接地会导致电压互感器电
压产生误差，使保护装置有误动和拒动风险，本文总结现有故障查找方法的同时，
提出了一种电压互感器二次回路多点接地在线监测方法，对电压互感器二次回路
多点接地故障进行监测和判断，并提高消缺效率。
关键词：电压互感器；二次回路；故障查找
引言：电压互感器将高电压转换成低电压，来给保护、测量、计量装置使用，
同时将高压和低压进行隔离，防止一次电压将绝缘击穿时危害人身和设备的安全。
目前，全站的电压互感器二次回路N600只在主控室一点接地，但由于施工工艺
不过关、电缆破皮、避雷器被击穿等各种原因，运行过程中有可能造成电压互感
器二次回路发生多点接地
[1]
。
目前多点接地电流检测法原理和电阻检测法原理均有不足的地方，为建设更
智能化的无人值班变电站，本文提出一种电压互感器多点接地实时监测的方法，
后台及远动能实时监测到全站N600电流数据，一旦发生多点接地，能让运行人
员及时通知继保人员处理，快速判断电压互感器多点接地的间隔，能提高继保人
员消除缺陷的效率，提升系统的可靠性和稳定性。
1、电压互感器二次回路多点接地的危害
由于一个变电站的接地网之间并非完全的等电位，当电压互感器二次侧有多
点接地时，如果此时系统发生接地故障或遭受雷击，变电站接地网将流入故障电
流，使两接地点之间产生电位差加大，其二次回路中性线上产生偏移电压，三相
电压的幅值和相位均发生了变化，有可能导致保护误动和拒动，给继电保护装置
可靠运行带来严重隐患。
2、电压互感器二次回路等值电路
图1电压互感器二次回路等效电路图
正常情况下如图1所示，接地点为n点。PT二次交流电压回路中性线N600
流过的电流为PT二次负荷不平衡电流（由于二次负荷基本是对称的，且PT二次
负荷很大，所以电流很小），而接地点电流为是PT二次交流电压回路的电缆与
大地之间存在的对地电容电流。可按下列公式计算
[2]
：
由于PT二次回路电缆对地电容很小，对地的容抗很大，故N600一点接地的
电流很小。
若在全站N600一点接地的电缆上串接一个电阻R，流过全站N600一点接地
电流可按下列方程计算
[2]
：
由于对地电容C很小，1/jωc很大，当控制串入的电阻R值在0~10Ω范围
内变化时，接地点电流基本保持不变。
图2发生两点接地时电压互感器二次回路等效电路图
发生两点接地时如图2所示，此时接地点电流
地时的对地电容电流，
，为只有一点接
为两点接地时MN之间的电位差产生的电流。由于Umn
线性变小，流和Zmn很小，当接地点串入电阻R在0~10Ω范围逐渐增大时，
过接地点的电流也线性变
小。
3、电压互感器二次回路多点接地电流检测法原理
正常运行情况下，N600一点接地上只有微弱的电流（一般小于50 mA）。电
流检测法检测原理如图3所示，当电压互感器二次回路出现两点接地时，不同接
地点间存在电压差Umn，从而形成接地电流，此时，流过N600一点接地的电流
。
就等于对地电容电流加上电压差形成的接地电流
图3 电流检测法检测原理图
电流检测法通过钳形电流表检测N600接地点上电流大小判断是否存在多点
接地。判断依据是当 N600 单独接地点电流超过 50 mA，或者前后两次测量电流
变化值超过20 mA时，则说明存在多点接地。判断有多点接地后，再对各个支路
的N600电流进行测量，如果某个支路的N600电流也超过标准值，则说明接地点
就在这个支路，再通过排查找出接地点。电流检测法原理简单，不需要其他检测
仪器，使用钳表即可查找缺陷。
但是现今变电站运维要求运行人员6个月测量一次N600电流，当电压互感
器二次回路有间歇性多点接地时，故障不能及时被发现。如今二次电缆对地电容
很小，很多新建或综改后的变电站实测N600一点接地电流大多都小于10mA，一
旦发生距离较近的多点接地时，N600 接地电流不一定超过 50mA，这使得判断方
法存在漏洞。当PT二次回路负载三相不平衡的时候，支路N600回路本身流过不
平衡电流也比较大，使得电流检测法判断方法不明确，查找故障时会有误判断
的风险，同时查找需要花费大量人工。
4、电压互感器二次回路多点接地可变电阻检测法原理
电压互感器存在多点接地故障时，N600全站一点接地上有接地电流，接地电
流会随接地电阻改变而变化。电压互感器多点接地可变电阻检测法就是利用这一
原理，在N600和地之间并接一个隔离开关K和另一个串联可变电阻R的隔离开
关K1，通过改变电阻阻值，同时测量各个N600的电流值是否发生变化，判断是
否存在多点接地。可变电阻法检测法原理如图4所示
[3]
。
相对于电流测量法，可变电阻法能够更直观、可靠判断多点接地，但是电阻
检测法操作步骤多，需要手动变化电阻R的阻值的同时测量每一条N600的电流，
缺陷查找的速度慢，降低消缺效率。查找过程中需要断开N600一点接地，有造
成系统失去N600一点接地的风险，且目前湛江局并无配备电阻检测法需用到的
相关工具。
图4可变电阻法检测原理图
5、电压互感器二次回路多点接地在线检测原理及使用
图5在线检测装置原理图
所以，结合电流检测法和电阻检测法原理，提出一种思路，如图5所示，在
全站N600一点接地上串接入一个可变化电阻值的电阻R（不大于10Ω），电阻R
上并联一个可控制断开和闭合的接触器KM，然后在N600一点接地电缆和各个支
路的N600电缆根部上各接入一个CT，即可实时检测所有N600电缆的电流，并把
采集到的电流上送至后台及远动，如果电流数据超过限值就会发出告警，实现对
全站一点接地N600的电流和每个间隔的N600电流在线监测。
正常运行时合上接触器KM，并把电阻R调至0Ω，可在线监测全站N600一
点接地的电流值，并能保证N600可靠一点接地。运行人员维护时可按要求定期
分开接触器KM，并改变可变电阻R，如果一点接地N600电流值没有变化，则系
统正常，闭合接触器KM。若一点接地N600电流值随着电阻的改变而改变，同时
存在一个支路N600电流也随电阻变换而变化，则可证明，系统存在多点接地，
且是在电流发生变化的N600支路接地，再通知继保人员作进一步检查。
电压互感器多点接地在线检测的优点在于：（1）实时监测，无需运
行人员每6个月测量一次N600电流；（2）代替人工查找电压互感器多点接地故
障，节约了人工和相关经济成本；（3）对比电流检测法，在线检测装置有效解
决近距离多点接地时，接地电流可能小于50mA的风险，判断多点接地的方式明
确，有利于提高判断准确性；（4）对比电阻检测法，没有解开N600一点接地的
风险，在线监测操作步骤简单，能提高查找缺陷的效率；（5）运行时，当电阻R
或者接触器KM任何一方损坏均不会造成N600与接地点断开，提高N600一点接
地可靠性。
6、结束语
本文提出一种电压互感器多点接地在线监测方法，在变电站运行期间可以实
时监测到N600一点接地和各个支路N600的电流，有异常情况发出告警通知相关
人员解决，提升查找缺陷的效率，缩短故障的持续时间，可以在不解除N600一
点接地的情况下查找故障，并准确定位，使电压互感器多点接地查找方法更加可
靠、安全，把保护装置及安自装置的运行风险降低，为电力系统的安全运行提供
有力的保障。
参考文献：
[1]余程.电厂电压互感器二次回路多点接地危害分析.电子测试,2022(10).
[2]陈泽镔.继电保护PT二次回路多点接地隐患及预防措施.技术与市
场,2020(6)
[3]肖岸原.变电站二次回路中性点多点接地的检测.集成电路用,2016(05)