配電線路單相接地故障的原因及變壓器防雷措施探究

李明秋

摘要油田配電線路運行是否通暢直接決定了油田各部門能否正常運轉(zhuǎn)，決定了油田人們的工作生活能否正常開展，在一定意義上也可以說，油田處處都與電相關，電的重要性是其他能源不可替代的。如果某一線路發(fā)生故障，電力維修人員會在第一時間內(nèi)進行搶修，查找故障原因，筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，就配電線路經(jīng)常發(fā)生的單相接地故障的原因進行分析，簡要闡述了變壓器的雷害原因及其防雷措施。

關鍵詞油田電路；配電網(wǎng)；故障；變壓器防雷措施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0159-01

單相接地一旦出現(xiàn)故障會給油田的生產(chǎn)生活來很大的影響，對變電設備、配電線路、線路供電穩(wěn)定性等都有較大影響。如果出接地故障時，電壓會突然增大，比正常電壓要高幾倍甚至幾十倍，直接致使變電器絕緣性減弱，甚至有可能擊穿而出現(xiàn)嚴重事故；故障發(fā)生時發(fā)生故障的配電線路會停電，同時應該對未發(fā)生故障的線路暫時停止供電，只有線路處于維修期間，整個線路的供電就會受到影響。線路發(fā)生故障時，線路損耗較大，因為，增大的負荷電流和供應電壓超出線路自身所承載的電荷壓力，此時線路還是釋放多余的電量，整個線路的損耗也相應增加。

1單相接地故障產(chǎn)生的主要原因

通常來說，電網(wǎng)系統(tǒng)短路故障通常有以下幾類：三相對稱短路、三相不對稱短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路。其中，兩相短路和單相短路存在負序電流，單相接地短路故障存在零序電流配電線路的短路主要分為4種，三相短路往往被認為是最嚴重的短路，因為短路一旦發(fā)生，就容易導致嚴重的危害，而單相接地短路被認為是電網(wǎng)中最為常見的短路故障，因為，配電網(wǎng)運行過程中，有很多因素都可以導致線路出現(xiàn)單相接地故障，比如某物體掛到一根電線上，物體比較長，又掛到別的導體上（比如說大地）；非常常見的就是在夏季或冬季出現(xiàn)雨雪和風比較大的天氣，最容易發(fā)生單相接地故障，一根樹枝，在下雨天里、在大風的作用下，如果碰到了電線就直接導致單相短路故障的發(fā)生；線路由于受到違章施工的大型吊車影響導致短路，從而致使某變電站發(fā)生跳閘。

此外，還有一些因素導致單相接地故障，有雷電過電壓，雷電一旦竄入，導致電網(wǎng)波動，局部可能會出現(xiàn)過電壓，也可能直接損傷絕緣，擊穿設備。每年雨季到來之前，一般都提前檢查避雷器和接地；操作過電壓，誤分誤合斷路器刀閘等，造成相間短路或單相接地，過高的電壓會損傷絕緣，擊穿燒毀設備；電網(wǎng)里大型的感性設備停機時原邊繞組向電網(wǎng)放電導致電壓升高，所以每次起停大的設備提前通知調(diào)度長。

2配電線路變壓器雷害常見原因及防雷措施

配電變壓器雷害的常見原因：①配電變壓器的安裝位置不合適，天氣下雨時，閃電一旦碰到變壓器，其就會遭到雷擊，尤其是處于山區(qū)的變壓設備，由于交通不變、維修不及時，破損現(xiàn)象嚴重，更容易出現(xiàn)雷擊事件。②安裝避雷器接地裝置時，如果不能進行降阻處理或接地的部位沒有進行深埋處理。配電變壓器長時間運行后，如果維護和保養(yǎng)不及時，存在很多安全隱患，也會很容易發(fā)生雷擊事故。

配電變壓器防雷措施：①首先，引進設備時，對避雷器的廠家和品牌進行核實，其規(guī)格是否滿足安裝條件，在使用前為了驗證避雷器的性能，應該在環(huán)境惡劣下進行反復實驗，它的性能要與出廠標準和《電力設備預防性試驗規(guī)程》的相關規(guī)定完全符合，確保外觀完好，瓷絕緣無損傷時才能應用于線路。②配電變壓器在山區(qū)進行安裝時，影響安全的最關鍵因素是安裝位置，通常來說，為了避免因過多的聚集電荷而出現(xiàn)雷害，將變壓器不要安裝在近制高點。其次要考慮整體的電網(wǎng)負荷平衡、交通便利和便于安裝導線和維修，除此之外，還要安裝齊備完善的避雷針等避雷裝置。③為了更好的實現(xiàn)避雷效果，應該將普通閥型避雷器或金屬氧化物避雷器安裝在配電變壓器低壓側(cè)，這樣可以起到將正、逆變換過電壓限制在一定范圍之內(nèi)的作用，避免僅在高壓側(cè)裝設避雷器時，發(fā)生由于正、逆變換過電壓造成的雷害事故。采取此保護方式要有相應的接線方式，我們通常采用三點共一體的接線方式，即：變壓器高、低避雷器的接地線、低壓側(cè)中性點及變壓器金屬外殼四點連接在一起接地。④正變換過電壓。即雷電波侵入低壓線路時，沖擊電流就會產(chǎn)生，產(chǎn)生的主要部位是配電變壓器的低壓繞組一端。與此同時，產(chǎn)生感應電動勢，高壓繞組在提高高壓側(cè)中性點電位的同時能夠增加它們層間和匝間的梯度電壓，這一過程，低壓進波在高壓側(cè)產(chǎn)生感應過電壓。該保護方式由于其具有成本低、容易實現(xiàn)、操作簡單等優(yōu)點具有一定的推廣價值，缺點是對低壓側(cè)接地電阻要求較高。試驗表明，當?shù)蛪哼M波為10 kV，接地電阻為5 Ω時，高壓繞組上的層間梯度電壓有的超過配電變壓器的層間絕緣全波沖擊強度一倍以上，此時，變壓器層間的絕緣物質(zhì)就要被擊穿。

實際上，應用過程中有多種多樣的配電變壓器防雷保護措施，除以上常見的幾種還有很多，如：將平衡繞組加在配電變壓器鐵心上來抑制正逆變換過電壓等。

3結(jié)束語

油田生產(chǎn)面積廣泛，涉及到的計量間、聯(lián)合站等野外單位比較多，每一口油井的正常生產(chǎn)都離不開電，合理布局配電線路、定期維護配電線路、及時發(fā)現(xiàn)線路故障，及時搶修配電線路中出現(xiàn)的故障等重要任務成為電力維修人員重點考慮的問題。線路在野外的運行環(huán)境比較復雜，線路能否長時間安全的運行，直接影響了油田企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。實際工作中，電力維修人員和管理人員，應該不斷學習新知識，不斷從實踐中總結(jié)經(jīng)驗，汲取教訓，不斷豐富電力維修技術水平，不斷提升相關方面的管理水平，不斷提高線路預防故障發(fā)生的能力，提高線路運行的可靠性，從而保證油田電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定運行，更好地滿足油田生產(chǎn)的需要和油城經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。

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