消弧線圈顧名思意就是滅弧的 ，是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器(或發(fā)電機)的中性點與大地之間，構成消弧線圈接地系統(tǒng)。電力系統(tǒng)輸電線路經(jīng)消弧線圈接地，為小電流接地系統(tǒng)的一種。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地故障迅速消除而不致引起過電壓。

消弧線圈早期采用人工調(diào)匝式固定補償?shù)南【€圈，稱為固定補償系統(tǒng)。固定補償系統(tǒng)的工作方式是：將消弧線圈整定在過補償狀態(tài)，其過補程度的大小取決于電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運行時不使中性點位移電壓超過相電壓的15%，之所以采用過補償是為了避免電網(wǎng)切除部分線路時發(fā)生危險的串聯(lián)諧振過電壓。因為如整定在欠補償狀態(tài)，切除線路將造成消弧線圈電容電流減少，可能出現(xiàn)全補償或接近全補償?shù)那闆r。但是這種裝置運行在過補償狀態(tài)當電網(wǎng)中發(fā)生了事故跳閘或重合等參數(shù)變化時脫諧度無法控制，以致往往運行在不允許的脫諧度下，造成中性點過電壓，三相電壓對稱遭到破壞。可見固定補償方式很難適應變動比較頻繁的電網(wǎng)，這種系統(tǒng)已逐漸不再使用。取代它的是跟蹤電網(wǎng)電容電流自動調(diào)諧的裝置，這類裝置又分為兩種，一種稱之為隨動式補償系統(tǒng)。隨動式補償系統(tǒng)的工作方式是：自動跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化，隨時調(diào)整消弧線圈，使其保持在諧振點上，在消弧線圈中串一電阻，增加電網(wǎng)阻尼率，將諧振過電壓限制在允許的范圍內(nèi)。當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，控制系統(tǒng)將電阻短接掉，達到最佳補償效果，該系統(tǒng)的消弧線圈不能帶高壓調(diào)整。另一種稱之為動態(tài)補償系統(tǒng)。動態(tài)補償系統(tǒng)的工作方式是：在電網(wǎng)正常運行時，調(diào)整消弧線圈遠離諧振點，徹底避免串聯(lián)諧振過電壓和各種諧振過電壓產(chǎn)生的可能性，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬間調(diào)整消弧線圈到最佳狀態(tài)，使接地電弧自動熄滅。這種系統(tǒng)要求消弧線圈能帶高電壓快速調(diào)整，從根本上避免了串聯(lián)諧振產(chǎn)生的可能性，通過適當?shù)目刂疲撓到y(tǒng)是唯一可能使電網(wǎng)中原有的功率方向型單相接地選線裝置繼續(xù)使用的系統(tǒng)。中國主要產(chǎn)品有自動補償?shù)南【€圈國內(nèi)主要有五種產(chǎn)品，分別是調(diào)氣隙式，調(diào)匝式，調(diào)容式，高短路阻抗變壓器式和偏磁式。

消弧線圈的作用是當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，故障點流過電容電流，消弧線圈提供電感電流進行補償，使故障點電流降至10A以下，有利于防止弧光過零后重燃，達到滅弧的目的，降低高幅值過電壓出現(xiàn)的幾率，防止事故進一步擴大。當消弧線圈正確調(diào)諧時，不僅可以有效的減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機率，還可以有效的抑制過電壓的輻值，同時也最大限度的減小了故障點熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。所謂正確調(diào)諧，即電感電流接地或等于電容電流，工程上用脫諧度V來描述調(diào)諧程度：

V=（IC-IL）/IC

當V=0時，稱為全補償，當V>0時為欠補償，V<0時為過補償。從發(fā)揮消弧線圈的作用上來看，脫諧度的絕對值越小越好，最好是處于全補償狀態(tài)，即調(diào)至諧振點上。但是在電網(wǎng)正常運行時，小脫諧度的消弧線圈將產(chǎn)生各種諧振過電壓。如煤礦6KV電網(wǎng)，當消弧線圈處于全補償狀態(tài)時，電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運行情況下其中性點位移電壓是未補償電網(wǎng)的10~25倍，這就是通常所說的串聯(lián)諧振過電壓。除此之外，電網(wǎng)的各種操作（如大電機的投入，斷路器的非同期合閘等）都可能產(chǎn)生危險的過電壓，所以電網(wǎng)正常運行時，或發(fā)生單相接地故障以外的其它故障時，小脫諧度的消弧線圈給電網(wǎng)帶來的不是安全因素而是危害。綜上所述，當電網(wǎng)未發(fā)生單相接地故障時，希望消弧線圈運行在遠離諧振點。運行在完全狀態(tài)下的消弧線圈一般都會投入阻尼電阻來抑制諧振過電壓，實際運行經(jīng)驗表明，有良好的收效。

偏磁式特點：電控無級連續(xù)可調(diào)消弧線圈，全靜態(tài)結構，內(nèi)部無任何運動部件，無觸點，調(diào)節(jié)范圍大，可靠性高，調(diào)節(jié)速度快。這種線圈的基本工作原理是利用施加直流勵磁電流，改變鐵芯的磁阻，從而改變消弧線圈電抗值的目的，它可以帶高壓以毫秒級的速度調(diào)節(jié)電感值。

采用動態(tài)補償方式，從根本上解決了補償系統(tǒng)串聯(lián)諧振過電壓與最佳補償之間相互矛盾的問題。眾所周知，消弧線圈在高壓電網(wǎng)正常運行時無任何好處，如果這時調(diào)諧到全補償或接近全補償狀態(tài)，會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓使中性點電壓升高，電網(wǎng)中各種正常操作及單相接地以外的各種故障的發(fā)生都可能產(chǎn)生危險的過電壓。所以電網(wǎng)正常運行時，調(diào)節(jié)消弧線圈使其跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化有害無利，這也就是電力部門規(guī)定“固定式消弧線圈不能工作在全補償或接近全補償狀態(tài)”的原因。國內(nèi)同類自動補償裝置均是隨動系統(tǒng)，都是在電網(wǎng)尚未發(fā)生接地故障前即將消弧線圈調(diào)節(jié)到全補償狀態(tài)等待接地故障的發(fā)生，這是為了避免出現(xiàn)過高的串聯(lián)諧振過電壓而在消弧線圈上串聯(lián)一阻尼電阻，將穩(wěn)態(tài)諧振過電壓限制到容許的范圍內(nèi)，并不能解決暫態(tài)諧振過電壓的問題，另外由于電阻的功率限制，在出現(xiàn)接地故障后必須迅速的切除，這無疑給電網(wǎng)增加了一個不安全因素。偏磁式消弧線圈不是采用限制串聯(lián)諧振過電壓的方法，而是采用避開諧振點的動態(tài)補償方法，根本不讓串聯(lián)諧振出現(xiàn)，即在電網(wǎng)正常運行時，不施加勵磁電流，將消弧線圈調(diào)諧到遠離諧振點的狀態(tài)，但實時檢測電網(wǎng)電容電流的大小，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬時（約20ms）調(diào)節(jié)消弧線圈實施最佳補償。

中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地具有以下特征：

(1) 同中性點不接地電網(wǎng)一樣，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高至線電壓，出現(xiàn)零序電壓，其大于等于電網(wǎng)正常運行時的相電壓，同時也有零序電流。

(2) 消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈的電流IL通過接地故障點和故障線路的故障相，但不通過非故障線路。

(3)若系統(tǒng)采用完全補償方式，則系統(tǒng)故障線路和非故障線路的零序電流都是本身的對地電容電流，電容電流的方向均為母線指向線路，因此無法利用穩(wěn)態(tài)電流的大小和方向來判別故障。

(4)當系統(tǒng)采用過補償方式時，流過故障線路的零序電流等于本線路對地電容電流和接地點殘余電流之和，其方向和非故障線路的零序電流一樣，仍然是由母線指向線路，且相位一致，因此也無法利用方向的不同來判別故障線路和非故障線路。其次由于過補償度不大，因此也很難像中性點不接地系統(tǒng)那樣，利用零序電流大小的不同來找出故障線路。

調(diào)氣隙式屬于隨動式補償系統(tǒng)。其消弧線圈屬于動芯式結構，通過移動鐵芯改變磁路磁阻達到連續(xù)調(diào)節(jié)電感的目的。然而其調(diào)整只能在低電壓或無電壓情況下進行，其電感調(diào)整范圍上下限之比為2.5倍。控制系統(tǒng)的電網(wǎng)正常運行情況下將消弧線圈調(diào)整至全補償附近，將約100歐電阻串聯(lián)在消弧線圈上。用來限制串聯(lián)諧振過電壓，使穩(wěn)態(tài)過電壓數(shù)值在允許范圍內(nèi)（中性點電位升高小于15%的相電壓）。當發(fā)生單相接地后，必須在0.2S內(nèi)將電阻短接實現(xiàn)最佳補償，否則電阻有爆炸的危險。該產(chǎn)品的主要缺點主要有四條：

1、工作噪音大，可靠性差

動芯式消弧線圈由于其結構有上下運動部件，當高電壓實施其上后，振動噪音很大，而且隨著使用時間的增長，內(nèi)部越來越松動，噪音越來越大。串聯(lián)電阻約3KW，100MΩ。當補償電流為50A時，需要250KW容量的電阻才能長期工作，所以在接地后，必須迅速切除電阻，否則有爆炸的危險。這就影響到整個裝置的可靠性。

2、調(diào)節(jié)精度差

由于氣隙微小的變化都能造成電感較大的變化，電機通過機械部件調(diào)氣隙的精度遠遠不夠。用液壓調(diào)節(jié)成本太高

3、過電壓水平高

在電網(wǎng)正常運行時，消弧線圈處于全補償狀態(tài)或接近全補償狀態(tài)，雖有串聯(lián)諧振電阻將穩(wěn)態(tài)諧振過電壓限制在允許范圍內(nèi)，但是電網(wǎng)中的各種擾動（大電機投切，非同期合閘，非全相合閘等），使得其瞬態(tài)過電壓危害較為嚴重。

4、功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用

安裝該產(chǎn)品后，電網(wǎng)中原有的功率方向型單相接地選線裝置不能繼續(xù)使用

該裝置屬于隨動式補償系統(tǒng)，它同調(diào)氣隙式的唯一區(qū)別是動芯式消弧線圈用有載調(diào)匝式消弧線圈取代，這種消弧線圈是用原先的人工調(diào)匝消弧線圈改造而成，即采用有載調(diào)節(jié)開關改變工作繞組的匝數(shù)，達到調(diào)節(jié)電感的目的。其工作方式同調(diào)氣隙式完全相同，也是采用串聯(lián)電阻限制諧振過電壓。該裝置同調(diào)氣隙式相比，消除了消弧線圈的高噪音，但是卻犧牲了補償效果，消弧線圈不能連續(xù)調(diào)節(jié)，只能離散的分檔調(diào)節(jié)，補償效果差，并且同樣具有過電壓水平高，電網(wǎng)中原有方向型接地選線裝置不能使用及串聯(lián)的電阻存在爆炸的危險等缺點，另外該裝置比較零亂，它由四部分設備組成（接地變壓器，消弧線圈、電阻箱、控制柜），安裝施工比較復雜。

調(diào)匝式消弧線圈在電網(wǎng)正常運行時，通過實時測量流過消弧線圈電流的幅值，計算出電網(wǎng)當前方式下的對地電容電流，根據(jù)預先設定的最小殘流值，由控制器調(diào)節(jié)有載調(diào)壓分接頭到所需要的補償檔位。當發(fā)生接地故障后，補償接地時的電容電流，使故障點的殘流可以限制在設定的范圍之內(nèi)。

主要是在消弧線圈的二次側并聯(lián)若干組用可控硅(或真空開關)通斷的電容器，用來調(diào)節(jié)二次側電容的容抗值。根據(jù)阻抗折算原理，調(diào)節(jié)二次側容抗值，即可以達到改變一次側電感電流的要求。

調(diào)可控硅式消弧線圈是把高短路阻抗變壓器的一次繞組作為工作繞組接入配電網(wǎng)中性點，二次繞組作為控制繞組由2個反向連接的可控硅短接，調(diào)節(jié)可控硅的導通角由0～180°之間變化，使可控硅的等效阻抗在無窮大至零之間變化，輸出的補償電流就可在零至額定值之間得到連續(xù)無極調(diào)節(jié)。可控硅工作在與電感串聯(lián)的無電容電路中，其工況既無反峰電壓的威脅，又無電流突變的沖擊，因此可靠性得到保障。其特點如下：

（1）利用可控硅技術，補償電流在0～100%額定電流范圍內(nèi)連續(xù)無級調(diào)節(jié)，實現(xiàn)大范圍精確補償，還適應了配電網(wǎng)不同發(fā)展時期對其容量的不同需要。

（2）利用短路阻抗作為工作阻抗，伏安特性在0～110%UN范圍內(nèi)保持極佳的線性度，因而可以實現(xiàn)精確補償。

（3）該消弧線圈屬于隨調(diào)式，不需要裝設阻尼電阻，也不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振，既提高了運行的可靠性，又簡化了設備。

（4）發(fā)生單相接地故障后該消弧線圈最快5ms內(nèi)輸出補償電流，從而抑制弧光，防止因弧光引起空氣電離而造成相間短路；同時它能有效消除相隔時間很短的連續(xù)多次的單相接地故障。

（5）成套裝置無傳動、轉動機構，可靠性高，噪音低，運行維護簡單。

偏磁式消弧線圈不是采用限制串聯(lián)諧振過電壓的方法。偏磁式消弧線圈采用交流線圈內(nèi)布置一個磁化鐵芯段，通過改變施加直流勵磁電流的大小，改變鐵芯的磁導，從而達到改變消弧線圈電抗值的目的。即在電網(wǎng)正常運行時，不施加勵磁電流，將消弧線圈調(diào)諧到遠離諧振點的狀態(tài)，但實時檢測電網(wǎng)電容電流的大小，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，瞬時（約20ms）調(diào)節(jié)消弧線圈實施最佳補償。