10kv配電線路接地故障原因及有效預(yù)防措施

雷國(guó)威

摘 要：當(dāng)今時(shí)代，電的應(yīng)用在人類的生活、工作以及社會(huì)發(fā)展等方面都起到了重要的作用。由于實(shí)際環(huán)境中載荷的變化、設(shè)備的老化以及天氣等多種因素，10kv配電線路的故障率較高，這就使在城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居住的用戶收到較大的影響，并且其故障帶來(lái)的潛在危險(xiǎn)也是令人畏懼的。因此，構(gòu)建完整且安全的輸電網(wǎng)絡(luò)是人們所迫切需要的。文章主要研究10kv配電線路中頻發(fā)的單相接地故障，針對(duì)其發(fā)生的原因和處理的方法以及采用新的技術(shù)設(shè)備預(yù)防、控制單相接地故障的相關(guān)措施進(jìn)行深入的探討研究。

關(guān)鍵詞：10kv配電線路；故障原因；預(yù)防措施

1 關(guān)于10kv配電線路單相接地故障

1.1 單相接地的描述

配電線路中某相的導(dǎo)線喪失了對(duì)地絕緣的能力，因此該相導(dǎo)線的電流經(jīng)過接地處流入到大地中，進(jìn)而造成了單相接地的故障，這在電氣故障中出現(xiàn)較多的故障之一，該故障會(huì)破壞三相系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致電壓的急劇升高，進(jìn)而引起電壓的諧振以及破壞非故障相的絕緣性能。

1.2 造成10kv配電線路接地故障的原因

首先，自然災(zāi)害方面的因素。一般是雷擊的原因，10kv配電線路是一種架空的線路，在雷雨頻發(fā)的季節(jié)，其在空曠環(huán)境中比較容易受到雷擊，遭受雷擊后的配電線路會(huì)有絕緣處被擊穿和斷線以及避雷器燒毀等現(xiàn)象；樹木的原因，現(xiàn)在城市等的綠化工程等建設(shè)導(dǎo)致樹木枝繁葉茂，在風(fēng)雨天氣時(shí)，樹枝會(huì)造成配電線路的斷裂等現(xiàn)象；還有動(dòng)物的原因，某些飛禽經(jīng)常在電線上停落造成線路的破壞，還有貓鼠等攀爬至變壓器上造成配電線路的短路；風(fēng)偏大時(shí)，會(huì)與周圍的建筑物造成摩擦，破壞了線路的表面等。

其次，人為方面的因素：（1）某些不法分子為了自己私欲，實(shí)施電纜的盜竊，嚴(yán)重的造成了倒塔等事故的發(fā)生，這造成的危害非常大，并且其涉及也非常廣。（2）有的用戶在銷戶以后，為了減少拆除等費(fèi)用，會(huì)偷偷的把變壓器私自的拆除，這就會(huì)使殘留的高壓線頭暴露在空中，不僅給供電企業(yè)帶來(lái)了極大損耗，還造成安全的隱患問題。（3）如今交通比較繁忙，有不少的違規(guī)行駛的車輛撞到電線桿，這就會(huì)是線路中的某些部位松掉，使固定的鋼架結(jié)構(gòu)遭到破壞。

最后，管理疏漏的因素。在建設(shè)配電線路時(shí)，某些的配電設(shè)備的質(zhì)量比較劣質(zhì)，例如，絕緣子的破裂和避雷針的脫落以及變壓器的故障等問題，相關(guān)的管理者不能及時(shí)的進(jìn)行相關(guān)設(shè)配的檢查，最終導(dǎo)致了配電線路停電事故。還有一些配備長(zhǎng)時(shí)間的不維修更換以及風(fēng)吹日曬，使其產(chǎn)生瓷化的現(xiàn)象，這就會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)的熔斷現(xiàn)象，由于管理者的檢查管理的不到位，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路中的缺陷，導(dǎo)致設(shè)備故障的產(chǎn)生，最終產(chǎn)生了嚴(yán)重的后果。

1.3 關(guān)于10kv配電線路單相接地故障的危害及影響

1.3.1 對(duì)變、配電設(shè)備造成的危害。10kv配電線路單相接地故障發(fā)生以后，變電站中的母線電壓感應(yīng)裝置會(huì)測(cè)到存在零序的電流，進(jìn)而導(dǎo)致電壓感應(yīng)裝置內(nèi)的鐵芯產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，使得勵(lì)磁電流量增大，倘若較長(zhǎng)時(shí)間如此的工作運(yùn)行，會(huì)將電壓感應(yīng)裝置燒毀，造成配電設(shè)備的損壞以及大面積停電等事故；故障發(fā)生以后，有機(jī)率會(huì)造成間歇性弧光接地現(xiàn)象，產(chǎn)生諧振過電壓，其高于正常的電壓，產(chǎn)生的過電壓會(huì)將絕緣子擊穿并造成配電線路短路，同時(shí)發(fā)生電氣的火災(zāi)。

1.3.2 對(duì)配電線路網(wǎng)絡(luò)的危害。發(fā)生單相接地的故障后，會(huì)使區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)得到破壞，造成區(qū)域范圍性的停電，可能會(huì)造成各種各樣的事故。

1.3.3 對(duì)配電線路供電可靠性及供電量的影響。首先，出現(xiàn)線路的故障就需要人工的選線工作，對(duì)相關(guān)的配電線路要中斷供電，進(jìn)而會(huì)影響到供電系統(tǒng)的可靠性；其次，在停運(yùn)發(fā)生故障的配電線路并尋查故障發(fā)生位置以及故障消除的過程中，無(wú)法保證用戶的正常用電，再加上天氣等不確定因素的影響，可能會(huì)造成較長(zhǎng)時(shí)間和較大面積區(qū)域的停電現(xiàn)象，這就對(duì)配電線路的供電可靠性造成較大影響；還有，在進(jìn)行配電線路的整修時(shí)，會(huì)降低供電量。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)表明，因?yàn)榕潆娋€路單相接地故障的發(fā)生，每年會(huì)減少供電量達(dá)十幾萬(wàn)度，這不僅影響了供電企業(yè)所要完成的供電量指標(biāo)，還會(huì)極大地減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等。

2 對(duì)單相接地故障的預(yù)防以及控制措施

針對(duì)10kv配電線路單相接地故障的情況，我們可采取以下的方法進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而降低單相接地故障的發(fā)生率。

2.1 加強(qiáng)線路巡視檢查與試驗(yàn)的力度

主要檢查電線與樹木、建筑物的距離是否安全，電桿是否有鳥窩等雜物，導(dǎo)線是否脫落、松動(dòng)等故障；對(duì)10kv配電線路中的變壓器和絕緣子以及避雷裝置等進(jìn)行定期的測(cè)試，做到及時(shí)的維修及替換。

2.2 安裝相應(yīng)的支路熔斷器

通過安裝相應(yīng)的支路熔斷器，可以縮小接地故障發(fā)生的范圍，減少故障帶來(lái)的停電區(qū)域的面積以及停電整修的時(shí)間；使用耐電壓等級(jí)更高的絕緣子，進(jìn)而提升配電網(wǎng)絡(luò)的絕緣強(qiáng)度；在變電站的出線處安裝信號(hào)源，在配電線路中安裝單相接地故障的指示器，并且能更加快速的找到故障點(diǎn)的位置。

2.3 借助消弧線圈

自動(dòng)調(diào)諧接地選線裝置的消弧線圈，使接地選線裝置實(shí)時(shí)并準(zhǔn)確的進(jìn)行對(duì)地電容變化的跟蹤，進(jìn)而可以快速有效的解除配電線路單相接地故障。

下面介紹一下消弧線圈的工作原理：

由圖1知：電流I和電容性電流IC以及電感性電流IL組成了接地弧道，消弧線圈中流經(jīng)接地弧道的IL可以抵消流入該處的IC，因而使接地的電流極大程度的降低。這就可以使接地電弧能夠自動(dòng)的操作熄滅的工作，進(jìn)而降低了單相接地造成的兩相短路的機(jī)率。如圖2所示，人為的構(gòu)造了系統(tǒng)的中性點(diǎn)并接入了消弧線圈，即在10kv配電線路的母線上接三相變壓器（即接地變），接地裝置同電壓互感器以及零序電流感應(yīng)設(shè)備等進(jìn)行配合的使用，不僅能及時(shí)、準(zhǔn)確的找到單相接地故障發(fā)生的線路，還能減少停電的時(shí)間，提高了配電線路的供電可靠性，防止了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

圖1 消弧線圈的工作原理 圖2 接地變和消弧線圈

最后，應(yīng)用新技術(shù)及新的設(shè)備。（1）自動(dòng)接地選線裝置能夠自動(dòng)的選擇出單相接地故障的配電線路，并且時(shí)間較短，精確度高，提高供電的可靠性，進(jìn)而防止單相接地故障的擴(kuò)大。但是要注意該裝置與零序電流感應(yīng)器的配合使用，否則的話就不能很好的發(fā)揮其本身的作用。（2）利用金屬氧化物的避雷裝置，該裝置的放電效果好，可承受嚴(yán)重的雷擊，并且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行較穩(wěn)定而且還能降低過電壓。（3）配電線路中單相接地故障的檢測(cè)系統(tǒng)。安裝單相接地故障的指示器，來(lái)指示相關(guān)故障的區(qū)段。配電線路單相接地故障發(fā)生后，可以根據(jù)故障指示器顏色的變化可以迅速的確定故障位置的范圍，并能準(zhǔn)確的找到故障位置。

3 結(jié)束語(yǔ)

10kv配電線路接地故障的發(fā)生，不僅給供電企業(yè)帶來(lái)巨大的影響、損失，還影響到人們的正常生活與工作等。經(jīng)過上述的一些列的故障原因和預(yù)防措施及處理方法等，要確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全性，需要相關(guān)技術(shù)水平的提升，還要有相關(guān)的制度來(lái)監(jiān)督，并融會(huì)貫通相關(guān)的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決配電線路接地故障的問題，進(jìn)而減小配電線路接地故障對(duì)人身以及裝置設(shè)備等造成的危害，進(jìn)一步保障配電線路的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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