長期以來，我國3～35KV(含66KV)的電網多采用中性點不接地的運行方式。此類電網在發(fā)生單相接地時，非故障相的對地電壓將升高到線電壓（UL），但系統的線電壓保持不變，所以我國國家標準規(guī)定，3~35KV(66KV)的電網在發(fā)生單相接地故障后允許短時間帶故障運行，因而這類電網的各類電氣設備，如變壓器、電壓/電流互感器、斷路器、線路等一次設備的對地絕緣水平，都應滿足長期承受線電壓而不損壞的要求。

傳統觀念認為:3~35KV(含66KV)電網屬于中低壓的變壓配電網，此類電網中的內部過電壓的值不高，所以危及電網絕緣安全水平的主要因素不是內部過電壓，而是大氣過電壓（即雷電過電壓），因而長期以來采取的過電壓保護措施僅是以防止大氣過電壓對設備的侵害。主要技術措施于裝設各類避雷器，避雷器的放電電壓為相電壓的4倍以上，按躲過內部過電壓設計，因而僅對保護雷電侵害有效，對于內部過電壓不起任何保護作用。

然而，運行經驗證明，當這類電網發(fā)展到一定規(guī)模時，內部過電壓，特別是電網發(fā)生單相間歇性弧光接地時產生的弧光接地過電壓及特殊條件下產生的鐵磁諧振過電壓，已成為這類電網設備安全運行的一大威脅，其中以單相弧光接地過電壓嚴重。

隨著我國對城市及農村電網的大規(guī)模技術改造，城市、農村的配電網必定向電纜化發(fā)展，系統對地電容電流在逐漸增大，弧光接地過電壓問題也日益嚴重起來。為了解決上述問題，不少電網采用了諧振接地方式，即在電網中性點裝設消弧線圈，當系統發(fā)生單相弧光接地時，利用消弧線圈產生的感性電流對故障點電容電流進行補償，使流經故障點殘流減小，從而達到自然熄弧。運行經驗表明，雖然消弧線圈對抑制間歇性弧光接地過電壓有一定作用，但在使用中也發(fā)現消弧線圈存在的一些問題:

(1)由于電網運行方式的多樣化及弧光接地點的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償確有難度，且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續(xù)燃燒。

(2)當電網發(fā)生斷線、非全相、同桿線路的電容耦合等非接地故障，使電網的不對稱電壓升高，可能導致消弧線圈的自動調節(jié)控制器誤判電網發(fā)生接地而動作，這時將會在電網中產生很高的中性點位移電壓，造成系統中一相或兩相電壓升高很多，以致損壞電網中的其它設備。

(3)消弧線圈體積大，組件多，成本高，安裝所占場地較大，運行維護復雜。

(4)隨著電網的擴大，消弧線圈也要隨之更換，不利于電網的遠景規(guī)劃。

目前國外對3～35KV電網采取中性點直接接地的方式，國內也有少數地區(qū)采取了經小電阻接地的方式，雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但卻犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統發(fā)生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器動作，不論負荷性質及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性或弧光接地。使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴大了停電范圍和時間。由于加大了故障電流，對于弧光接地則加劇了故障點的燒損。

1.彼得生（W.Peterson)理論：故障點接地電弧在暫態(tài)高頻振蕩電流通過個零點時熄滅，此時非故障相上的自由電荷延對地電容重新分布，于是在各相上產生了位移電壓Udv；此后每經過半個工頻周波，接地電弧重燃一次，由于非故障相上積聚的自由電荷不斷增多，位移電壓逐步升高，非故障相的暫態(tài)過電壓隨著接地電弧的重燃次數的增多而增高。假定電弧發(fā)生在電壓負開始，次過零熄弧時（經歷5毫秒），非故障相暫態(tài)電壓＋13/6Um，以Udv＝＋5/3Um為軸線正旋波變化；經過半個工頻周期后（經歷15毫秒），非故障相暫態(tài)過電壓為-25/6Um，以Udv＝-25/9Um為軸線正旋波變化；再經過半個工頻周期后（經歷25毫秒），故障相達到負值時重燃，隨著過零次數增加，過電壓逐漸增大。由于相間電容的抑制作用，過電壓到3.5Um。所以：如果消弧時間超過25ms，過電壓已經發(fā)生。

2.瞬時性故障的統計

⒊從彼得生（W.Peterson)理論的過電壓產生的時間和瞬時性故障的統計，得出結論：消弧時間必須小于25ms，否則將失去意義。

1.傳統真空接觸器--彈簧操動型：由彈簧儲能、維持儲能、合閘與合閘維持及分閘四個部分組成，結構過于復雜、制造工藝復雜、加工精度要求高，盡管成本很高，但產品的可靠性卻不能保證，而且因為彈簧儲能、維持儲能需要過程時間，所以合閘速度大于80毫秒，甚至120毫秒。此彈簧操動型是其它廠家普遍采用的方式。

2.傳統真空接觸器--電磁操動型：要求用戶配備專門的蓄電池組，合閘線圈消耗功率過大，電磁機構結構笨重，動作時間大于60毫秒。

★裝置的基本功能及特點

1.能將系統的大氣過電壓和操作過電壓限制到較低的電壓水平，保證了電網及電氣設備的絕緣安全。

2.裝置動作速度快，，能快速消除間歇性弧光及穩(wěn)定性弧光接地故障，抑制弧光接地過電壓，防止事故進一步擴大，降低線路的事故跳閘率。

3.能夠快速、有效地消除系統的諧振過電壓，防止長時間諧振過電壓對系統絕緣破壞，防止諧振過電壓對電網中裝設的避雷器及小感性負載的損傷。

4.裝置動作后，允許160A的電容電流連續(xù)通過2小時，用戶可以在完成轉移負荷的倒閘操作之后再處理故障線路。

5.能夠準確查找單相接地故障線路，對防止事故的進一步擴大，對減輕運行和維護人員的工作量有重要意義。

6.由裝置的工作原理可知，其限制過電壓的機理與電網對地電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而改變，大小電網均可使用，電網擴容也沒有影響。

7.本裝置中的電壓互感器可以向計量儀表和繼電保護等裝置提供系統的電壓信號，能夠替代常規(guī)的PT柜。

8.能夠測量系統的單相接地電容電流。

9.裝置設備簡單，體積小，安裝、調試方便，適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠用電系統；適用于新建站，也適用于老電站的改造。