10kV配電線路單相接地故障及改進(jìn)

摘要：伴隨供電形式的不斷轉(zhuǎn)變，使得對(duì)配電線路故障的分析與處理工作得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，從而使配電線路可以更加安全、可靠地供電。然而在新型供電方式條件下，也無(wú)法避免單相接地故障的發(fā)生，特別是處于較惡劣環(huán)境下故障更是頻發(fā)，對(duì)人們的穩(wěn)定安全用電造成了直接影響。所以，文章首先分析了10kV配電線路發(fā)生單相接地故障所產(chǎn)生的影響和危害，進(jìn)而提出了相應(yīng)的有效改進(jìn)措施，從而最終保證10kV配電線路可以穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；單相接地故障；改進(jìn)措施

引言

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，極大促進(jìn)了社會(huì)用電量的增加，這對(duì)我國(guó)10kV配電線路運(yùn)行的穩(wěn)定和安全提出了更高要求。同時(shí)，隨電網(wǎng)改造的逐步深人，使得10kV配電網(wǎng)基本上由以往的兩線一地供電方式被改造成小電流接地的三相三線供電形式，從而使線路絕緣水平得以顯著增強(qiáng)，并大大降低了跳閘率，同時(shí)使供電的可靠性得到了大幅提升，降低了線損，效益顯著。

1、10kV配電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)的現(xiàn)象與類型分析

1.1 配電線路發(fā)生單相接地故障現(xiàn)象分析

一般情況而言，10kV配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障之時(shí)，通常會(huì)有以下幾個(gè)現(xiàn)象：首先，變電站中絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)接地報(bào)警相應(yīng)信號(hào)，且若配電線路發(fā)生弧光接地狀況，并超出規(guī)定電壓，則將會(huì)致使未有故障發(fā)生的電壓提升，電壓表指針將指向表頭，甚者將燒斷電壓互感器的熔斷器；其次，接地故障發(fā)生時(shí)，其相電壓將降低或?yàn)榱阒?，并且?huì)出現(xiàn)兩相電壓高過(guò)相電壓或接近于線電壓的狀況。若接地相電壓的指示針較為穩(wěn)定，則表明線路穩(wěn)定接地；而若電壓表的指針發(fā)生來(lái)回?cái)[動(dòng)等情況，則說(shuō)明線路處在間接性接地的狀態(tài)。

1.2 配電線路的單相接地故障類型分析

10kV配電網(wǎng)主要的單相接地故障分成穩(wěn)定接地與間接性接地這兩種類型。對(duì)于穩(wěn)定接地，其主要包含完全接地與非完全接地這兩種類型。其中，完全接地是指金屬性接地，若發(fā)生完全接地，則故障相電壓將變?yōu)榱?，而未發(fā)生故障相電壓將轉(zhuǎn)變成線電壓；對(duì)于非完全接地，其是指非金屬性的接地狀況，即運(yùn)用電弧接地或高電阻接地的方式，若發(fā)生非完全接地，則故障相電壓將會(huì)降低，但不會(huì)降低至零，而未發(fā)生故障電壓將升高，并超過(guò)相電壓，但不會(huì)高于線電壓。間接性接地現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，其接地點(diǎn)電弧將發(fā)生間歇性重燃和熄滅狀況，會(huì)造成電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生瞬間變化，促使電磁能振蕩加強(qiáng)。

2、單相接地故障產(chǎn)生的危害與影響分析

2.1 對(duì)變電設(shè)施的危害

當(dāng)10kV配電線路出現(xiàn)單相接地問(wèn)題后，其變電站上10kV母線的電壓互感設(shè)備會(huì)檢測(cè)出零序電流現(xiàn)象，并于開(kāi)口處三角形上引發(fā)零序電壓，并且使電壓互感設(shè)備鐵芯發(fā)生飽和，增大了勵(lì)磁電流，若長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)行，則將使電壓互感器燒毀從而引起設(shè)備損壞及大范圍停電等事故。發(fā)生單相接地故障后，也有可能引起諧振過(guò)電壓的出現(xiàn)。超出正常電壓幾倍的諧振電壓，會(huì)對(duì)變電設(shè)備絕緣子造成威脅，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)擊穿變電設(shè)施的絕緣裝置，從而引起更大的事故。

2.2 對(duì)配電設(shè)施的危害

發(fā)生單相接地故障后，可能會(huì)引發(fā)間接性弧光接地等狀況，并致使諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生，從而使線路上絕緣子被進(jìn)一步擊穿，引起重大短路事故出現(xiàn)，并且也可能會(huì)燒毀配變器，燒毀、擊穿線路上的熔斷器、避雷器絕緣，進(jìn)而可能引起電氣火災(zāi)重大事故。此外，對(duì)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)也將造成危害。當(dāng)單相接地故障較嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)破壞區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)穩(wěn)定，從而引起重大事故。

2.3 對(duì)人員安全的危害

導(dǎo)線落地也屬于一種單相接地的故障類型，若配電線路沒(méi)有停運(yùn)，則會(huì)對(duì)線路的巡視人員及行人（尤其在夜間），將可能造成跨步電壓以致電擊事故的發(fā)生，從而對(duì)人員安全造成威脅。

2.4 對(duì)可靠供電的影響

單相接地故障發(fā)生后，首先會(huì)開(kāi)展人工選線工作，將會(huì)停止對(duì)未出現(xiàn)單相接地問(wèn)題的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，從而對(duì)供電的可靠性產(chǎn)生影響；其次，對(duì)于配電線路出現(xiàn)單相接地的將會(huì)停止其運(yùn)行，在查找故障及消除故障過(guò)程中，用戶的正常用電將無(wú)法得到保障，尤其在大風(fēng)、雪、雨等惡劣條件下，以及在林區(qū)、山區(qū)等復(fù)雜地區(qū)內(nèi)，和夜間等不利于故障查找與消除的條件下，將會(huì)引起大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，從而對(duì)供電得可靠性造成重大影響。

2.5 對(duì)供電量產(chǎn)生影響

當(dāng)單相接地故障發(fā)生后，因需要對(duì)故障進(jìn)行查找與消除，則必然會(huì)停止故障線路的運(yùn)行，進(jìn)而會(huì)造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，并使供電量減少。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，因配電線路出現(xiàn)單相接地等故障，每年會(huì)減少供電約十幾萬(wàn)千瓦時(shí)，對(duì)供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和供電量指標(biāo)造成了嚴(yán)重影響。

3、10kV配電線路其單相接地故障的改進(jìn)措施

3.1 對(duì)于外力破壞所引起的單相接地故障改進(jìn)措施

這里的外力破壞指的主要為意外的伐木、施工誤碰線路或汽車(chē)碰撞等。為避免此類破壞引發(fā)的單相接地等故障，需相關(guān)部門(mén)必須做好電力設(shè)施保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)的宣傳，從而使周?chē)丝梢詷?shù)立保護(hù)意識(shí)，對(duì)電力設(shè)施破壞行為必須進(jìn)行嚴(yán)懲。對(duì)于一些道路交叉路口及彎道處等特殊交通點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置提醒標(biāo)志用以警示行人及車(chē)輛以防止對(duì)電力裝置發(fā)生碰撞。同時(shí)，在工程的施工現(xiàn)場(chǎng)也應(yīng)設(shè)置提醒標(biāo)志，用來(lái)警示工人對(duì)電力線路進(jìn)行保護(hù)。

3.2 對(duì)擊穿避雷器、熔斷器所引發(fā)的單相接地改進(jìn)措施

為盡可能防止擊穿避雷器、熔斷器現(xiàn)象的出現(xiàn)，其基本措施為選擇具有更好性能的避雷器和熔斷器，對(duì)于使用中不合格的熔斷器與避雷器要及時(shí)替換。此外，在裝設(shè)避雷器時(shí)還要做到嚴(yán)格規(guī)范，其上部接相線必須利用線夾牢牢固定，其下部需要三相短路并接地。同時(shí)，在避雷器運(yùn)行時(shí)，還需做好定時(shí)定期的巡視和檢查，主要的巡視檢查內(nèi)容包含避雷器表面是否出現(xiàn)閃絡(luò)痕跡，瓷套管是否破損，接地和引線是否穩(wěn)固等。另外，雷擊穿絕緣子引發(fā)的單相接地問(wèn)題是不易于通過(guò)觀察而能看出的，所以，為避免因絕緣子被擊穿而引起單相接地故障的發(fā)生，則必須于日常巡視時(shí)給予格外重視，特別是在檢測(cè)配電線路過(guò)程中，要及時(shí)對(duì)絕緣子的表面污穢進(jìn)行清理，以降低產(chǎn)生污閃的可能。

3.3 導(dǎo)線脫落致使發(fā)生單相接地的改進(jìn)措施

導(dǎo)線出現(xiàn)脫落，主要包含導(dǎo)線與設(shè)備間脫落與導(dǎo)線與絕緣子間脫落等。該脫落狀況大多是因在線路長(zhǎng)期運(yùn)行中，導(dǎo)線出現(xiàn)了擺動(dòng)、互相摩擦、閃絡(luò)及熱脹冷縮等狀況，受這些因素的影響，致使導(dǎo)線脫落而發(fā)生接地。為盡可能防止此類現(xiàn)象造成的單相接地，其主要是利用線鼻、扎線或線夾把導(dǎo)線進(jìn)行緊緊固定，并通過(guò)螺栓對(duì)絕緣子擰緊固定。

3.4 對(duì)鳥(niǎo)巢、樹(shù)木等引發(fā)的單相接地故障改進(jìn)措施

破壞配電線路的正常運(yùn)行，還包含一些鳥(niǎo)巢、樹(shù)木等因素。比如：在較多靠近樹(shù)木的位置處，大風(fēng)天氣會(huì)吹斷或吹倒樹(shù)木，使樹(shù)木壓到線路上，致使線路中斷出現(xiàn)單相接地。此外，鳥(niǎo)巢較大時(shí)也會(huì)對(duì)線路形成重壓，造成線路單相接地。要避免這一外力給配電線路造成的破壞行為，政府部門(mén)需通過(guò)法律規(guī)定方式對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，比如：在配電線路周?chē)狗N植較多樹(shù)木，且巡視人員應(yīng)定期清理鳥(niǎo)巢等。

3.5 注重新技術(shù)與新設(shè)備的使用

變電所中，可裝設(shè)小電流接地的自動(dòng)選線設(shè)備，并在變電所的配線出口位置處安裝上信號(hào)源，建立起單相接地故障的檢測(cè)體系；對(duì)于配電線路和變臺(tái)，要選用氧化鋅型避雷器，其具有限雷電電壓和耐雷擊、絕緣擊穿率低及運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；在電力線路和系統(tǒng)中安裝上全功能的故障指示儀器，其可對(duì)故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而使故障點(diǎn)的檢查效率得以提高，從而保證供電的可靠性和安全性。

4、結(jié)論

在10kV配電線路中，單相接地為配網(wǎng)中故障發(fā)生較多的一類，此類故障嚴(yán)重影響了變電設(shè)備與配電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，因此，在實(shí)踐中必須要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)做好相應(yīng)的改進(jìn)措施，并積極運(yùn)用新設(shè)備、新技術(shù)，以防止單相接地等故障的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李云川.10kV配電線路單相接地故障產(chǎn)生的主要原因與處理措施[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā).2013（18）

[2] 丘忠.10kV配電線路單相接地故障分析及解決措施研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2014（24）

[3] 田洪巖.10kV配電線路單相接地故障[J].農(nóng)林電氣化.2013（07）