農(nóng)網(wǎng)改造工程中單相接地故障檢測(cè)及防治措施探討

何天彥

（湖南衡陽(yáng)電業(yè)局，湖南 衡陽(yáng)421000）

1 引言

隨著我國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，在農(nóng)村電網(wǎng)改造工程實(shí)施中，10kv配電線(xiàn)路由原來(lái)的LJ導(dǎo)線(xiàn)更改為L(zhǎng)GJ導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)截面基本按每A每平方毫米重新選擇更換，并將沿線(xiàn)木桿、裂紋砼桿全部更換成標(biāo)準(zhǔn)新砼桿，配變避雷器全部更換一新，增強(qiáng)了配電線(xiàn)路的絕緣水平和機(jī)械水平，降低了配電線(xiàn)路的跳閘率，且提高了供電可靠性，減少了線(xiàn)路損耗，其意義重大。由于農(nóng)電10kV配電網(wǎng)絡(luò)是農(nóng)村重要的公用基礎(chǔ)設(shè)施，它直接關(guān)系到農(nóng)村的正常生產(chǎn)和農(nóng)民日常生活的需要。因此及時(shí)有效地應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備準(zhǔn)確判斷、查找、處理農(nóng)電10kv配電線(xiàn)路中最常見(jiàn)的單線(xiàn)接地故障，縮短停電時(shí)間，及時(shí)恢復(fù)供電就尤為關(guān)鍵。在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生單相接地故障，特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生，占整個(gè)配電線(xiàn)路故障率的70%以上，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)農(nóng)民的生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅。

2 單相接地故障的原因

單相接地故障可分為：線(xiàn)路瞬時(shí)性接地故障和線(xiàn)路永久性接地故障兩種。

2.1 線(xiàn)路瞬時(shí)性單相接地故障的原因有：

（1）人為外拋物或竹木碰觸導(dǎo)線(xiàn)引起單相接地；(2)線(xiàn)路絕緣子臟污，在陰雨天或有霧濕度高的天氣，出現(xiàn)對(duì)地閃絡(luò)，一般在天氣轉(zhuǎn)好或大雨過(guò)后即消失。

2.2 線(xiàn)路永久性單相接地故障的原因有：

（1）外力破壞（洪水、臺(tái)風(fēng)侵襲，人為破壞，汽車(chē)撞擊）；⑵線(xiàn)路開(kāi)關(guān)因絕緣老化擊穿引起；⑶線(xiàn)路避雷器爆炸引起，多發(fā)生在雷雨季節(jié)；⑷直擊雷導(dǎo)致線(xiàn)路絕緣子炸裂，多發(fā)生在雷雨季節(jié)；⑸由于線(xiàn)路絕緣子老化或存在缺陷擊穿引起；⑹配變避雷器單相擊穿引起，多發(fā)生在雷雨季節(jié)；⑺遇大風(fēng)時(shí)，竹木被吹倒碰觸導(dǎo)線(xiàn)引起接地；⑻線(xiàn)路單相斷線(xiàn)碰觸接地部分；⑼導(dǎo)線(xiàn)在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；⑽導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏過(guò)大，與建筑物距離過(guò)近；⑾配電變壓器高壓引下線(xiàn)斷線(xiàn)；⑿配電變壓器繞組單相絕緣擊穿或接地；⒀同桿架設(shè)導(dǎo)線(xiàn)上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落，搭在下排導(dǎo)線(xiàn)上；⒁鳥(niǎo)害；⒂飄浮物（如塑料布、樹(shù)枝等）。

在以上諸多種原因中，導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)、絕緣子擊穿和樹(shù)木短接是發(fā)生配電線(xiàn)路單相接地故障最主要的原因，占總故障的80%以上。

3 單相接地故障檢測(cè)

由于某種原因?qū)е?0kV配電線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障后，通過(guò)變電站10kV母線(xiàn)上運(yùn)行的電壓互感器，10kV母線(xiàn)絕緣監(jiān)察裝置檢測(cè)到接地故障并發(fā)出接地信號(hào)，提示值班員進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)選線(xiàn)、檢測(cè)三相對(duì)地電壓，最終確定發(fā)生單相接地故障的相別和線(xiàn)路名稱(chēng)，停運(yùn)該配電線(xiàn)路（規(guī)程規(guī)定單相接地故障線(xiàn)路可以運(yùn)行2小時(shí)，但單相接地故障線(xiàn)路繼續(xù)運(yùn)行可能導(dǎo)致單相接地故障擴(kuò)大成其它事故，一般情況下應(yīng)對(duì)單相接地故障線(xiàn)路停運(yùn)）并向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)，由配電線(xiàn)路的運(yùn)行維護(hù)人員處理故障。

4 預(yù)防和處理辦法

4.1 預(yù)防方法

對(duì)于配電線(xiàn)路單相接地故障，可以采取以下幾種方法進(jìn)行預(yù)防，以減少單相接地故障發(fā)生：

對(duì)配電線(xiàn)路定期進(jìn)行巡視，主要是巡查導(dǎo)線(xiàn)與樹(shù)木、建筑物的距離，電桿頂端是否有鳥(niǎo)窩，導(dǎo)線(xiàn)在絕緣子中的綁扎或固定是否松動(dòng)或脫落，絕緣子固定螺栓、橫擔(dān)和拉帶螺栓是否松脫，拉線(xiàn)是否斷裂或破股，導(dǎo)線(xiàn)弧垂是否過(guò)大或過(guò)小等；對(duì)配電線(xiàn)路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備定期進(jìn)行絕緣測(cè)試，不合格的及時(shí)更換；對(duì)配電變壓器定期進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)不合格的配電變電壓器進(jìn)行維修或更換；加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時(shí)間，快速查找故障點(diǎn)；使用高一電壓等級(jí)的絕緣子，提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。

4.2 發(fā)生單相接地故障后的處理辦法

當(dāng)配電線(xiàn)路發(fā)生單相接地后，在做好安全措施保障后，運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)按生產(chǎn)調(diào)度指令立即組織人員巡視線(xiàn)路，查找故障點(diǎn)，在查找過(guò)程中可以采取分片、分段、分支、分設(shè)備的“排除法”，通過(guò)絕緣搖表檢測(cè)、蹬桿檢查等辦法相結(jié)合，盡快找到故障點(diǎn)消除。

如果上述辦法未查找到故障點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行絕緣搖測(cè)確認(rèn)線(xiàn)路絕緣符合規(guī)定后，請(qǐng)求調(diào)度對(duì)故障線(xiàn)路試送電一次，如成功，則可能是其他不明偶然原因造成，不成功，則用“排除法”繼續(xù)查找，直到查找到并消除故障為止。線(xiàn)路故障的發(fā)現(xiàn)除依靠運(yùn)行維護(hù)人員查找外，也有一些故障信息是來(lái)自于廣大群眾的積極舉報(bào)，在指揮巡查和處理故障的過(guò)程中，要與電力搶修服務(wù)臺(tái)聯(lián)系，收集一切有用的故障信息，采用詢(xún)問(wèn)當(dāng)?shù)鼐用竦确椒ňC合判定。

5 應(yīng)用新技術(shù)新設(shè)備

5.1 小電流接地自動(dòng)選線(xiàn)裝置

在變電所加裝小電流接地自動(dòng)選線(xiàn)裝置，此裝置能夠自動(dòng)、準(zhǔn)確和快速地選擇發(fā)生單相接地故障線(xiàn)路，與傳統(tǒng)人工選線(xiàn)方法相比，減少不必要的停電，提高供電可靠性，防止故障擴(kuò)大。目前，農(nóng)村電網(wǎng)已有部分變電站加裝了這套裝置，取得了良好效果。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)與變電站各配出線(xiàn)間隔上的零序電流互感器配合使用，才能發(fā)揮小電流接地自動(dòng)選線(xiàn)裝置的作用。

5.2 單相接地故障檢測(cè)系統(tǒng)

在變電所的出線(xiàn)出口處加裝信號(hào)源，在配電線(xiàn)路始端、中部和各分支處導(dǎo)線(xiàn)上加裝單相接地故障指示器，指示故障區(qū)段。配電線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障后，根據(jù)指示器的顏色變化可快速確定故障范圍，快速準(zhǔn)確地查到故障點(diǎn)。實(shí)踐證明單相接地故障檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速查找故障點(diǎn)，減少停電時(shí)間，提高供電可靠性，增加供電量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5.3 金屬氧化物避雷器

在配電線(xiàn)路和變臺(tái)上采用金屬氧化物避雷代替FS-10閥型避雷器，放電效果好，可以耐多重雷擊，絕緣擊穿率低，運(yùn)行穩(wěn)定。

5.4 直流漏電流傳感器檢測(cè)法

它是“排除法”與直流漏電流傳感器檢測(cè)裝置配合使用的檢測(cè)法，它較絕緣搖表優(yōu)越，因用絕緣搖表法檢測(cè)線(xiàn)路時(shí)，需將檢測(cè)點(diǎn)的分支跳線(xiàn)（或耐張?zhí)€(xiàn)）拆除，且絕緣搖表在直線(xiàn)桿（非耐張桿）上不能直接檢測(cè)（因不能在此將導(dǎo)線(xiàn)分?jǐn)啵绷髀╇娏鱾鞲衅鳈z測(cè)法是針對(duì)絕緣搖表法的這一缺陷（不足）而設(shè)計(jì)的，它能在線(xiàn)路的任何一點(diǎn)，在不切斷線(xiàn)路的情況下，迅速判斷出接地故障點(diǎn)相對(duì)于檢測(cè)點(diǎn)的方向，其構(gòu)造原理如下：

5.4.1 構(gòu)造組成

直流漏電流傳感器檢測(cè)裝置由兩大部分組成：①直流高壓發(fā)生器，重7kg（包括電池）；②檢測(cè)器，重2kg（包括所有測(cè)量用導(dǎo)線(xiàn)）。整套裝置總重9kg，適合于山地隨身攜帶，其中，直流高壓發(fā)生器可由12V摩托車(chē)電池供電，它將產(chǎn)生2500V直流開(kāi)路電壓，最大短路電流30mA；檢測(cè)器主要由電壓輸出型的±10mA直流漏電流傳感器構(gòu)成，電流輸入方式為穿孔式（輸入與輸出間沒(méi)有直接電的聯(lián)系），一、二次回路間能耐受3000V的高壓5min，其輸出電壓為0±5V，且輸出與輸入電流間成線(xiàn)性關(guān)系。

5.4.2 工作原理

大家都知道，90%的線(xiàn)路單相接地故障都發(fā)生在雷雨天氣，其接地電阻一般不大于0.5MΩ，如在線(xiàn)路與大地間接入由直流高壓發(fā)生器產(chǎn)生的2500V的直流高壓，則在大地-信號(hào)發(fā)生器直流高壓接入點(diǎn)-被測(cè)線(xiàn)路-線(xiàn)路接地點(diǎn)-大地的回路中將有一不小于5mA、不大于30mA的直流電流通過(guò)，據(jù)此，只要在被測(cè)線(xiàn)路中并聯(lián)1小段電阻較小的導(dǎo)線(xiàn)，將被測(cè)線(xiàn)路中的直流電流分流，作為直流漏電流傳感器的輸入電流，則直流漏電流傳感器的輸出電壓必將隨著輸入電流的大小及方向而變化，從而測(cè)定出被測(cè)線(xiàn)路段電流的大小及流向，進(jìn)而判斷出線(xiàn)路接地點(diǎn)相對(duì)于被測(cè)點(diǎn)（直流高壓發(fā)生器的直流高壓接入點(diǎn)）的方向。

此種檢測(cè)法目前已試驗(yàn)成功，由于這種檢測(cè)法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使用方便，相信不久的將來(lái)將得到推廣和應(yīng)用。

[1]鄭紅平，孫玉坤，任明煒.基于TSC的農(nóng)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)新方法的研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2006-02-15.