零序是一种接地故障检测方法，它使用一个传感器（CT）来把所有相导体和中性导体连接在一起，传感器会按照线路中接地故障电流的不平衡程度等比例地产生输出，再由一台继电器来测量这一输出，并断开断路器或释放接地故障警报。

系统发生不对称故障时，可采用将三相电流转换为零序、负序和正序的对称计算，简化故障分析。

零序：三相系统中的不平衡分量，且相互之间相位相同。

输电线路零序阻抗的突降会直接影响线路接地距离保护和零序方向保护的工作可靠性。计算了输电线路架空地线在逐基杆塔接地(简称逐基接地)、单点接地、2处接地、3处接地等多种不同接地方式下的零序参数，讨论大地电特性(土壤电阻率)和架空地线电特性(架空地线型号)对输电线路零序参数的影响。结合地线绝缘子工频放电特性，计算了输电线路单相接地故障时沿线地线绝缘子工频放电动作情况。根据线路地线绝缘子动作情况，计算单相接地故障对输电线路零序参数的影响。研究表明，架空地线不同接地方式下线路零序参数存在差异，采取非逐基接地方式时，线路两侧变电站、沿线不同地点发生单相接地故障及不同短路电流下沿线地线绝缘子动作情况不同，线路零序参数可能不同。同时给出了架空地线单点接地和逐基接地时线路零序参数的现场测量方法。

架空地线接地方式的影响

1）架空地线单点接地 ：

架空地线绝缘单点接地时，计算了架空地线不换位且不分段、架空地线换位不分段、架空地线分段不换位时输电线路的零序阻抗。

架空地线绝缘单点接地时，若采取地线换位、地线分段等降低架空地线感应电压的措施，地线换位不会改变输电线路零序阻抗，地线分段对输电线路零序阻抗的影响很小。这是由于地线换位、地线分段等降低架空地线感应电压的措施不会改变单点接地时零序电流分布，三相零序电流3I0仍是只经过大地返回，而不通过架空地线返回。

2）架空地线2处接地：

架空地线2处接地时，固定其中一个接地点为线路首端变电站构架处，另一个接地点分别为(a)线路L/4 处、(b)中部(L/2 处)、(c)线路 3L/4 处和(d)线路末端变电站构架处，L 为线路首端到末端的距离。

随着架空地线第2个接地点后移，经过架空地线返回的零序电流Ig0 流过架空地线越长，架空地线2个接地点之间的零序电流都会受到Ig0去磁作用，在2个接地点之外的部分全由大地返回零序电流。2个接地点之间距离越长，被Ig0去磁影响的线路越长，因此零序阻抗幅值Z0随第2个接地点的后移而减小，零序电抗X0随着第2个接地点后移而减小。

零序电阻R0不仅与零序电流构成回路有关，还受架空地线型号、土壤电阻率等因素影响，因此在(d)架空地线首端和末端接地时出现了反而小于(b)架空地线端部和中部接地、(c)架空地线端部和3L/4处接地时零序电阻的现象。

3）架空地线3处接地 ：

架空地线3处接地时，假定架空地线两端均接地，第3个接地点分别为线路L/4处、中部(L/2 处)和3L/4处，计算了上述3种不同接地情况下输电线路的零序阻抗。

架空地线两端均接地时，第3 接地点的位置对输电线路的零序阻抗影响很小。

4）架空地线逐基接地 ：

架空地线逐基接地时，输电线路零序阻抗略小于架空地线两端部均接地时的零序阻抗值。架空地线2个端部接地时，架空地线全线都能参与零序电流的分流，从而对各相导线的全线产生去磁作用，使得架空地线零序阻抗明显小于架空地线单点接地时。且一旦架空地线两端接地，架空地线其它地方接地与否对输电线路零序阻抗的影响不明显。

土壤电阻率的影响

无论架空地线的接地方式是单点接地还是逐基接地，三相零序电流均需要从大地返回，大地土壤电阻率大小会影响输电线路零序阻抗。零序阻抗随着土壤电阻率增大而增大，主要表现为零序电抗增大，零序电阻与土壤电阻率不存在此关系。

架空地线逐基接地时，零序阻抗受土壤电阻率的影响不如单点接地时明显。原因是架空地线单点接地时，三相零序电流全部经大地返回，形成“三相导线-大地”零序电流回路，土壤电阻率直接影响零序电流整个回路电特性的变化。架空地线逐基接地时，三相零序电流可同时经大地和架空地线返回，零序电流回路包括“三相导线-大地”和“三相导线-架空地线”回路。此时土壤电阻率仅会明显影响“三相导线-大地”回路的电特性，对整个零序电流回路的影响比架空地线单点接地时小。

架空地线型号的影响

架空地线电气参数也会影响零序阻抗。架空地线电气参数差异较大，如钢绞线GJ-50的直流电阻为3.91 Ω/km，而良导体地线LGJ-150/35的直流电阻为0.19Ω/km，不同型号的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire ，OPGW)直流电阻变化范围可达 0.23～1.72 Ω/km。

架空地线包括普通地线(含钢绞线地线和良导体地线)和OPGW，计算时普通地线选取4种钢绞线和3种良导体地线，OPGW选取5种型号地线，土壤电阻率取100Ω·m。

小电流接地系统单相接地故障选相的传统判据是建立在电网对地参数严格对称的条件下形成的，由于电网不对称度的普遍存在，当电网发生不完全接地故障时，特别是经高阻接地时，传统判据失效。详细分析并给出电网发生不完全接地故障后的零序电压轨迹，根据零序电压变化的特征将平面坐标系分成若干扇区，每个扇区与电网参数“不平衡矢量和”相对应。研究发现，零序不平衡电压处在的扇区不同，随着过渡电导的增加，零序电压的幅值和相位变化均出现不同的特征，可根据零序电压轨迹变化的规律特征，实现单相不完全接地故障相的判别。理论及仿真分析表明，所提方法可有效解决不对称电网发生不完全接地故障相的识别。

不完全接地故障相的监测

传统接地相的判据按照电压变化正相序提出了电网发生单相接地故障的判据：1）消弧线圈欠补偿(或中性点不接地)时电压最高相的滞后相为接地相，该判据在扇区POQ是成立的（当A相故障），但是如果零序电压U0落入其他扇区，传统判据失效；2）消弧线圈过补偿时电压最高相的超前相为接地相，该判据在扇区poq是成立的（当 A相故障），但是如果零序电压U0落入其他扇区，传统判据失效。

不同扇区内，随着过渡电导GE的增加，零序电压变化特征如下：

1）扇区NOL：零序电压相位增加，幅值增加；2）扇区MON：零序电压相位增加，幅值减小；3）扇区 GOM：零序电压相位先增加后减小，幅值减小；4）扇区 GOF：零序电压相位减小，幅值减小；5）扇区 FOQ：零序电压相位减小，幅值增加；6）扇区 QOL：零序电压相位先减小后增加，增幅值增加。

不同扇区内，随着过渡电导GE的增加，零序电压变化特征如下：

1）扇区 nol：零序电压相位减小，幅值增加；2）扇区mon：零序电压相位减小，幅值减小；3）扇区 gom：零序电压相位先减小后增加，幅值减小；4）扇区gof：零序电压相位增加，幅值减小；5）扇区foq：零序电压相位增加，幅值增加；6）扇区 qol：零序电压相位先增加后减小，增幅值增加。

不同扇区内，随着过渡电导GE的增加，零序电压变化特征如下：

1）扇区MOP：零序电压相位增加，幅值减小；2）扇区PON：零序电压相位减小，幅值减小；3）扇区 NOQ：零序电压相位减小，幅值增加；4）扇区MOQ：零序电压相位增加，幅值增加。

由以上结论可知，不同故障相发生不完全接地故障发生所引起的零序电压幅值或相位的变化均不同，因而可根据零序电压幅值和相位的变化特征实现故障的判断。

电网实际运行中会有线路投入或切除的操作。为此，在线路操作后需再次测量电网线路对地绝缘参数和零序不平衡电压，并计算“系统参数不对称矢量和”，然后重新刻画电网发生单相不完全接地故障后零序电压变化规律(轨迹)。根据故障后零序电压幅值和相位的变化特征判断故障相。

中性点不接地系统

中性点不接地系统发生不完全接地故障的仿真数据，U0为零序电压幅值、φ0为零序电压相位。 随着过渡电阻的减小，A相接地故障，零序电压幅值先减小后增加，相位先减小后增加；B相接地故障，零序电压幅值先减小后增加，相位增加；C相接地故障，零序电压幅值增加，相位先减小后增加。这与理论分析的结果相吻合。

消弧线圈过补偿系统

消弧线圈过补偿接地系统发生不完全接地故障的仿真数据，U0为零序电压幅值、φ0为零序电压相位。随着过渡电阻的减小，A相接地故障，零序电压幅值先减小后增加，相位减小；B相接地故障，零序电压幅值先减小后增大，相位先增加后减小；C相接地故障，零序电压幅值增加，相位减小。

消弧线圈过补偿与欠补偿(不接地)电网在对应特征扇区内，随着过渡电导的增加，零序电压幅值变化规律相同，零序电压的相位变化规律相反。

消弧线圈全补偿接地系统

消弧线圈全补偿接地系统发生不完全接地故障的仿真数据，U0为零序电压幅值、φ0为零序电压相位。随着过渡电阻的减小，A相接地故障，零序电压幅值先减小后增加，相位减小；B相接地故障，零序电压幅值先减小后增加，相位增加；C相接地故障，零序电压幅值增加，相位减小。这与理论分析的结果相吻合。