淺談10kv系統(tǒng)單相接地故障的處理方法

李成武

【摘 要】在電力系統(tǒng)中，單相接地故障是最為常見的故障。而10kv系統(tǒng)中通常使用的主要運(yùn)行方式是小電流接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)。因此為了保證供電的平衡和安全，迅速準(zhǔn)確地判斷出單相接地故障并解決是非常重要的。本文主要就單相接地故障的特征、原因和危害，提出相應(yīng)的處理辦法。意在給變電站運(yùn)行人員和檢修人員提供建議，以便盡快處理解決單相接地的故障問題，確保電網(wǎng)的安全和可靠運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】單相接地 原因 解決措施

在日常生活中經(jīng)常發(fā)生單相接地問題，雖然發(fā)生此問題時短時間內(nèi)不會影響用戶使用，但是只是維持一到兩個小時，過后也會導(dǎo)致停電問題。并且在故障時期由于非故障相對地電壓升高，電氣設(shè)備將會發(fā)熱且易老化，對電氣設(shè)備也構(gòu)成了威脅。因此解決接地故障問題是非常重要的。接下來筆者將從故障特性出發(fā)，分析原因和危害并提出可行的解決方法。

1 單相接地故障特性

為了能在故障發(fā)生時能及時處理并保證電路的順利通行，了解單相接地故障的特性是非常重要的。通常情況下，當(dāng)10kv配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，變電站絕緣監(jiān)察裝置的警鈴將會報警，母線接地也會出現(xiàn)光字牌燈亮，這是比較明顯的特征。而我們使用的監(jiān)察電壓表也會給出相應(yīng)特征，當(dāng)發(fā)生故障時，接低電壓的相電壓會降低或者直接為零，那么兩相電壓便大于相電壓或者直接為線電壓。此時的電壓表便會區(qū)別于正常時的穩(wěn)定而來回擺動。同樣對于電壓互感器的側(cè)高壓線若出現(xiàn)一相斷線，此時故障相壓的指示不為零，但互感器開口三角處電壓仍會達(dá)到一定的電壓值，此時將啟動繼電器并發(fā)出接地信號。而當(dāng)發(fā)生弧光接地時產(chǎn)生過電壓，非故障相電壓將會很高，電壓表指針可能偏轉(zhuǎn)至表頭，最后可能燒壞電壓互感器。如果電路中存在容性和感性參數(shù)的元件，或者是帶有鐵芯的鐵磁電感元件等也可以作為故障發(fā)生時的依據(jù)，如發(fā)生故障時，易使這些元件的參數(shù)組合不匹配進(jìn)而引起鐵磁諧振，最后也發(fā)出了接地信號。故了解故障特征易于判斷真假接地現(xiàn)象。也可以解決一些因為空載母線導(dǎo)致虛假接地現(xiàn)象問題，從而為工作人員減輕負(fù)擔(dān)并保證工作的正常進(jìn)行。

2單相接地故障的原因和危害

2.1單相接地故障的原因

出現(xiàn)單相接地故障的原因有很多，其中有包括鳥類在內(nèi)的很多客觀原因。例如當(dāng)導(dǎo)線與建筑物距離過近時，遇到惡劣天氣導(dǎo)線風(fēng)力過大易于與建筑物接觸而發(fā)生接地事件。類似還有很多，如導(dǎo)線斷線落地或搭在橫擔(dān)上，甚至是樹木通道不暢，導(dǎo)致樹接觸導(dǎo)線等都會引起接地故障。而自身方面導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢導(dǎo)致脫落到橫擔(dān)或地上也可引起故障。同時配電變壓器高壓單相和變壓器臺上的避雷器、熔斷器等也可發(fā)生絕緣擊穿或接地從而引起接地故障。更有甚者同桿架導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落搭在下排導(dǎo)線上也可引起接地?？傊鸾拥毓收显蛴泻芏?，因此在電路設(shè)計時應(yīng)保持四周范圍不應(yīng)有其他雜物干擾。

2.2單相接地故障的危害

單相接地障礙具有很多危害。出現(xiàn)故障的地方會產(chǎn)生電弧，燒壞相應(yīng)的設(shè)備特別是變電和配電設(shè)備，變電設(shè)備危害表現(xiàn)在電路發(fā)生單相接地故障時，母線上電壓互感器檢測到零序電流，產(chǎn)生零序電壓導(dǎo)致電壓互感器鐵芯飽和，引起勵磁電流增加。如果長時間運(yùn)行將會燒毀電壓互感器。同時出現(xiàn)故障的地方產(chǎn)生間歇性電弧，在一定條件下就會產(chǎn)生諧振過電壓，危及變電設(shè)備的絕緣，嚴(yán)重時使變電設(shè)備絕緣擊穿，造成重大事故。而對于配電設(shè)備故障發(fā)生后產(chǎn)生的諧振電壓將使線路上的絕緣子絕緣擊穿，造成相間短路障礙，同時燒毀部分變壓器。而嚴(yán)重的單相接地故障，可能破壞區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，造成更大事故。而當(dāng)故障發(fā)生后，為了查找故障點并消除，單相接地的配電線路將停運(yùn)而未發(fā)生單相接地故障的配電線路也將進(jìn)行停電。這將導(dǎo)致大面積停電，對供電的可靠性產(chǎn)生巨大影響。而每年由于故障原因?qū)⑸俟╇娛畮兹f千瓦時，影響供電企業(yè)的供電量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。同時出現(xiàn)故障時，由于配電線路接地直接或間接對大地放電也會造成較大的電能損耗，而且不管出現(xiàn)故障的線路落于地面還是懸于空中都容易發(fā)生點擊事故，對人畜的安全造成威脅。

3單相接地故障的處理辦法

工作人員最初對10kV單相接地故障進(jìn)行處理的選線方法主要采用絕緣監(jiān)督裝置，就是通過三相五柱式的電壓互感器來對單相接地障礙發(fā)出警報，然后通過逐條逐條的線路接線監(jiān)視來判斷障礙線路的所在。這種防范雖然具有高度的正確性，接線簡單、投資也比較小，同時維護(hù)和操作也都比較方便。但是速度很慢，延長修復(fù)時間會對非故障線路的連續(xù)供電造成影響，缺乏供電可靠性。而目前針對尋找故障所在有了很好的方法，由于小電流系統(tǒng)中出現(xiàn)單相接地狀況時，出現(xiàn)故障線路上電流是沒有出現(xiàn)故障線路的零序電流總和。排除誤差影響后，根據(jù)電流排序，再利用相對概念可判斷出是電流與電壓之間的線路出現(xiàn)故障還是母線。而在修復(fù)方面，可采用將組合式過電壓保護(hù)器更換為氧化鋅避雷器?？紤]眾多因素和組合式電壓保護(hù)器存在設(shè)計缺陷問題，將保護(hù)器換成更成熟、可靠的戶內(nèi)型無間隙氧化鋅避雷器。同時定期對保護(hù)器進(jìn)行檢查和更換，保證運(yùn)行工作的順利進(jìn)行。針對線路避雷器，可將其換成跌落式避雷器，解決因避雷器損壞而引發(fā)系統(tǒng)單相接地故障問題。目前隨著10kv 線路的延伸及負(fù)荷增長，線路上加裝的斷路器越來越多，其電磁環(huán)境較變電站惡劣，易發(fā)生事故，但對這類設(shè)備的過電壓防護(hù)重視較少。因此，應(yīng)加強(qiáng)線路避雷器的使用，以降低危害的發(fā)生。同時應(yīng)當(dāng)完善線路的管理制度，定期對線路進(jìn)行檢查和測定。對變電和配電設(shè)備進(jìn)行維修、檢查、測定，保證電網(wǎng)的安全。提高職工的素質(zhì)培養(yǎng)和工作技巧，從自身做起，嚴(yán)格要求、認(rèn)真工作，為線路安全管理提出可行的建議。

4結(jié)語

隨著現(xiàn)代各領(lǐng)域的發(fā)展，用電的負(fù)荷量也越來越大，電線線路也逐年加長，電纜線路也越來越多，各電路的電容量也逐年增大。10kv系統(tǒng)單相接地故障問題雖小，但卻關(guān)系著千萬用戶的用電權(quán)益。而經(jīng)常發(fā)生的單相接地故障，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此對10k V單相接地障礙的具體診斷方法以及處理方法的探討具有非常重要的實踐意義。同樣為了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生故障時也應(yīng)立即組織人員巡視線路，查找故障點，分析現(xiàn)象找出原因直至消除故障為止。

參考文獻(xiàn)：

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