論配網(wǎng)線路接地故障快速診斷及處理

摘要：當(dāng)配網(wǎng)線路出現(xiàn)接地故障時，怎樣正確快速地查找到故障點并進行處理，是保證電力系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵，因此必須對配網(wǎng)線路接地故障的危害進行深度分析以及對故障進行有效及時的處理。文章在對配網(wǎng)線路接地故障原因進行分析的基礎(chǔ)上，探討了配網(wǎng)線路接地故障的處理以及預(yù)防措施。只有及時對配網(wǎng)線路故障進行排查和預(yù)防，才能有效防止和保護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)線路；接地故障；診斷預(yù)防；故障點；電力系統(tǒng)

中圖分類號：TM711 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0111-02

1 概述

隨著我國通信技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電力在現(xiàn)代科研和國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及我們?nèi)粘Ｉ畹缺姸喾矫娑加兄鴱V泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)構(gòu)成了家庭生活電氣化和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)等方面的基礎(chǔ)。隨著人們對電力系統(tǒng)的管理調(diào)度的要求不斷提高，我國電網(wǎng)改造得到了大規(guī)模的完善，配電網(wǎng)硬件設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等不斷得到強化，電網(wǎng)運行的安全可靠、經(jīng)濟高效得到了有效保障。

由于人們對供電服務(wù)以及電能質(zhì)量的要求也越來越高，這就要求在現(xiàn)有配電網(wǎng)不斷改善的基礎(chǔ)上實現(xiàn)科學(xué)化、精細(xì)化、集中化以及數(shù)字化的配電管理，以使供電服務(wù)以及電能質(zhì)量能得到有效提高，不斷加強電網(wǎng)建設(shè)。整個電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、配電及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)構(gòu)成，每一部分都非常重要，特別是輸電線路，它直接影響了配電和用電系統(tǒng)。電網(wǎng)配電系統(tǒng)主要采用中性點不接地系統(tǒng)。高壓輸電網(wǎng)一般分布在地形復(fù)雜、氣候條件多變的地區(qū)，故障極易發(fā)生。在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障后，故障電流比較小，系統(tǒng)可以繼續(xù)正常運行一段時間，不影響對用戶供電。但是，長時間的運行會引起其他更嚴(yán)重的故障，破壞系統(tǒng)的安全運行。因此決速準(zhǔn)確地進行故障定位，可在技術(shù)上保障電網(wǎng)的安全運行。

2 配網(wǎng)線路接地故障的常見類型及其診斷

2.1 變壓器熔絲被熔斷

在10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中，變壓器的熔絲分為兩種：低壓熔絲和高壓熔絲，一般情況下可以通過電壓值的變化來直觀地判斷這種配網(wǎng)故障，表現(xiàn)為：當(dāng)兩相電壓不變時，一相電壓下降至零，但是如果被熔斷的是高壓保險熔絲，某一相的電壓不會下降至零，相反低壓保險絲熔斷時，某一相的電壓指示為零。

2.2 諧振過電壓

判斷此現(xiàn)象的一般依據(jù)是一相電壓不會降低為零，但是其指示數(shù)比正常情況要低，而另外兩相電壓則會較正常線電壓高。還有一種情況就是三相電壓會在不同電壓范圍內(nèi)發(fā)生低頻率的擺動，而且三相電壓會按照順序輪流升高。

2.3 單相接地故障

單相接地故障屬于配網(wǎng)短路故障種類之一，而且這是配網(wǎng)線路接地故障中很常見的一種故障，幾乎占全部故障類型的80%之上。故障表現(xiàn)為一相電壓會降低為零，而另兩相電壓升高但是不會超過正常線電壓。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，需要注意兩點：（1）絕緣監(jiān)測裝置的警鈴會發(fā)出響聲，同時光子牌會閃亮；（2）電壓互感器的一次熔絲在弧光接地時因相電壓過高而發(fā)生熔斷，嚴(yán)重時則會燒壞互感器。

另外，配網(wǎng)短路故障類型還包括三相短路、兩相短路、兩相接地短路。其中兩相短路相對單相接地短路而言是較為嚴(yán)重的一種故障，其故障電流發(fā)生時較大可能會造成大面積停電甚至更嚴(yán)重地會燒毀線路。然而短路故障中最為嚴(yán)重的是三相短路，因為短路發(fā)生時，電流巨大，后果更為嚴(yán)重。

3 配網(wǎng)線路接地故障的影響和危害及其原因分析

3.1 故障影響和危害

由于單相接地故障發(fā)生的頻率較高，因此有必要對其產(chǎn)生的影響和危害進行分析。

3.1.1 對線損的影響。單相接地故障的發(fā)生會導(dǎo)致較大的電能損耗，因為配網(wǎng)線路接地相間接或者直接向大地放電。若按照規(guī)定達到一定運行時間（不超過兩小時），這樣將會增加電能損耗。

3.1.2 對生命體的危害。單相接地故障的一種表現(xiàn)就是導(dǎo)線發(fā)生落地，若接地配電線路未停止運行時發(fā)生導(dǎo)線落地，路過的行人和線路巡查人員（尤其在夜間）可能會造成人身觸電甚至傷亡等事故的發(fā)生，對其他生物也可能會造成觸電傷亡事故。

3.1.3 對配電設(shè)備的危害。單相接地故障發(fā)生可能會發(fā)生間歇性孤光接地，從而導(dǎo)致諧振過電壓，過電壓會使線路上的絕緣子發(fā)生絕緣擊穿，導(dǎo)致嚴(yán)重的短路事故，還會使部分配電變壓器被燒毀，還有可能燒毀避雷器和熔絲從而發(fā)生電氣火災(zāi)。

3.1.4 對變電設(shè)備的危害。在10kV配電線路中，發(fā)生單相接地故障后，在變電站10kV母線的電壓互感器上可以檢測到零序電流，同時在開口三角形上，產(chǎn)生零序電壓。由于電壓互感器的鐵芯飽和，會增加勵磁電流，若運行時間較長就有可能使電壓互感器被燒毀。發(fā)生單相接地故障后，還會產(chǎn)生幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危害變電設(shè)備的絕緣性，更嚴(yán)重時會使變電設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿，造成更大事故。

3.2 故障發(fā)生原因分析

這里主要分析單相接地故障發(fā)生的原因，主要有以下七種情況：（1）風(fēng)過大，導(dǎo)線與建筑物距離過近；（2）配電變壓器的高壓引起下線斷線；（3）導(dǎo)線固定、綁扎不牢固發(fā)生斷線落地；（4）變壓器臺上的熔斷器或者避雷器發(fā)生絕緣擊穿；（5）導(dǎo)線由于線路落雷被燒斷；（6）同一桿架所設(shè)導(dǎo)線的上層橫擔(dān)拉帶一端發(fā)生脫落搭在下一排導(dǎo)線上；（7）絕緣子破裂，在霧雨天放電時絕緣電阻降低，跳線被燒斷搭在鐵擔(dān)上。

無論是哪一種電路故障原因，將高新技術(shù)產(chǎn)品如SF6斷路器、真空斷路器、柱上真空開關(guān)等應(yīng)用到配網(wǎng)中，可以在很大程度上減少故障的發(fā)生。例如新研發(fā)出來的氧化鋅避雷器是一種帶脫離器的避雷器，其放電效果比傳統(tǒng)避雷器好，而且絕緣體的擊穿率較低。

4 配網(wǎng)線路接地故障的處理及其預(yù)防

4.1 故障處理

配網(wǎng)線路發(fā)生故障后，維修單位要立刻采取措施，組織相關(guān)人員對路線進行細(xì)致巡視，找出故障發(fā)生關(guān)鍵點。在尋找過程中，綜合運用排除法（分設(shè)備、分段、分片）、絕緣遙測、登桿檢查等方法，在最短的時間內(nèi)，找出故障發(fā)生點然后進行故障排除。當(dāng)采用上述方法還無法檢測到故障發(fā)生點時，需要跟上級調(diào)度請求對發(fā)生故障的線路進行試送電，如果送電成功，可以斷定故障是由其他不明和偶然的原因?qū)е庐a(chǎn)生的。如果送電未成功，則需要繼續(xù)利用排除法進行查找，直到找出故障發(fā)生點然后進行故障排除。

4.2 故障預(yù)防

針對配網(wǎng)線路單相接地故障，可采用的預(yù)防方法主要有：（1）針對配電線路的一些基礎(chǔ)設(shè)備進行定期絕緣測試；（2）對導(dǎo)線和周圍建筑物進行定期巡查；（3）對變壓器進行維修和更換；（4）合理布局配網(wǎng)設(shè)備，注重線路基礎(chǔ)建設(shè)，應(yīng)用新的技術(shù)設(shè)備。

針對外力破壞防范措施，可以對相應(yīng)地區(qū)的居民進行用電安全和用電維護的宣傳。例如可以通過發(fā)放一些有關(guān)于電力設(shè)施保護知識的文件以及開展相關(guān)知識的宣講，提高個人的維護素質(zhì)和責(zé)任心。相關(guān)電力部門以及關(guān)聯(lián)的管理部門積極協(xié)調(diào)配合，建立與線路保護區(qū)內(nèi)施工單位的有效聯(lián)系和溝通，及時地做好預(yù)防措施，針對可能出現(xiàn)的問題和故障點進行核實和排查，提供現(xiàn)場電力安全指導(dǎo)，加強施工作業(yè)點的監(jiān)護。

針對一些因為動物等外界因素引起的配網(wǎng)線路接地故障，可以對相應(yīng)的變壓器的兩個側(cè)樁頭和跌落保險以及相應(yīng)的避雷器裝上絕緣防護罩，這種技防措施能夠有效避免外力配網(wǎng)線路接地故障的發(fā)生，對于會出現(xiàn)重復(fù)在同一地方發(fā)生的線路接地故障，則應(yīng)該選擇線路改造或者加大線路之間的距離，來預(yù)防和避免接地故障。

5 結(jié)語

因為單相接地故障是配網(wǎng)線路故障中故障發(fā)生頻率最高的一種，這種故障的發(fā)生嚴(yán)重影響配電網(wǎng)系統(tǒng)和變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，這就需要人們在實踐中不斷探索新的方法來排除故障和預(yù)防故障，不斷總結(jié)經(jīng)驗增加新技術(shù)和新設(shè)備的使用范疇，這樣才能在更大程度上預(yù)防和診斷故障。

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作者簡介：李炳強（1982-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局工程師，研究方向：配網(wǎng)運行管理及施工現(xiàn)場質(zhì)量、安全管理。endprint