淺談關于10KV配電線路單相接地故障的分析、處理及預防

[摘 ?要]通過對配電線路單相接地故障原因的分析，指出單相接地故障對變電設備和配電網的危險，介紹常用的故障排查方法及多種方法結合排查的步驟，并建議通過加強基礎管理，運用新技術、新設備減少單相接地故障的發(fā)生，確保配電網安全、穩(wěn)定、經濟運行。

中圖分類號：D622 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0009-02

Analysis， treatment and prevention of single-phase grounding fault in 10KV power distribution line

Chaokun Shen

引言

采用中性點不接地"三相三線"供電方式的10KV配電線路具有供電可靠性高、線路損耗低、絕緣水平良好等優(yōu)點。但在實際運行中發(fā)現，10kV配電線路經常發(fā)生單相接地故障，尤其在雷雨天氣時，由于接地電流小，查找和處理起來非常困難。而假如故障線路長時間接地運行，可能燒毀變電站TV一次側保險絲，導致整條10KV饋路停電。更嚴重的是在接地運行時，存在很多的不確定因素，很可能導致故障升級，甚至引發(fā)人身事故。如何快速的研判接地故障點仍然是當前配網面臨的重點和難題。

1 單相接地故障的形成

10kV配電線路在實際運行中，發(fā)生單相接地故障的主要原因有：1.絕緣子擊穿;2.配電設備的避雷器擊穿;3.配變或者分支熔斷器絕緣擊穿;4.導線斷線落地;5.樹木短接;6.導線固定不牢固脫落到橫擔上;7.導線風偏過大，與建筑物距離過近;8.導線弧垂過大，高溫天氣松弛與下層線路接觸;9.分支或者配變的引流線斷裂搭在橫擔上;10.配變或者開關等設備故障;11.電纜故障;12. 鳥害;13.其他物體（例如鐵絲、樹枝、塑料等）落在導線上;14. 其他偶然和不明因素。

上述總結的原因中，絕緣子擊穿、導線斷線落地、樹木短接、引流線斷裂、異物搭接是配電線路發(fā)生單相接地故障最主要的原因。通過總結近幾年的單相接地故障原因結果顯示，這5種原因的比例為85%以上。絕緣子擊穿主要是由于絕緣子污閃和雷擊造成的，其中裸導線的懸式絕緣子（xp-7）擊穿的情況占絕大多數;導線斷線落地主要表現為雷擊或者外力破壞造成導線斷裂;樹木短接是指樹木直接穿過裸線或是樹枝搭在線路上;引流線斷裂主要為導線接頭處因為老化、接觸不良等而造成的發(fā)熱燒斷;異物搭接是由于其他物體遇到風雨等天氣時，線頭搭落在導線上。

2 單相接地故障的危害和影響

2.1 對變電設備的危害

10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，變電站10 kV母線上的電壓互感器檢測到零序電流，在開口三角形上產生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵磁電流增加，如果長時間運行，將燒毀電壓互感器。在實際運行中，近幾年來，已發(fā)生變電站電壓互感器燒毀情況，造成設備損壞、大面積停電事故。 單相接地故障發(fā)生后，也可能產生諧振過電壓。幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變電設備的絕緣，嚴重時使變電設備絕緣擊穿，造成更大事故。

2.2 對配電設備的危害

單相接地故障發(fā)生后，可能發(fā)生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的過電壓，將進一步使線路上的絕緣子擊穿，造成嚴重的短路事故，同時可能燒毀部分配電變壓器，使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，也可能發(fā)生電氣火災事故。

2.3 對區(qū)域電網的危害

嚴重的單相接地故障，可能破壞區(qū)域電網的穩(wěn)定，造成更大事故。

3 單相接地故障的判斷

3.1 單相接地不為零的情況（非金屬性接地）

故障現象是故障的相電壓降低但大于零，低于相電壓;非故障相電壓升高，大于相電壓，低于線電壓。主要考慮樹木短接或者絕緣線斷線等情況，特別在大風大雨的情況下，樹木短接的情況占多數。

3.2 單相接地到零的情況（金屬性接地）

故障現象是故障的相電壓接近于零或為零，非故障的相電壓增大到線電壓或是接近線電壓。？主要考慮以下幾種情況：

①在雷雨天氣的情況下，主要考慮絕緣子擊穿、配電設備避雷器擊穿、配變或者分支熔斷器絕緣擊穿、導線斷線落地等情況。需要注意的是，在沒有打雷的雨天也可能發(fā)生絕緣子擊穿的情況，原因是有些曾經被雷擊損傷的絕緣子在雨天絕緣強度降低，超過臨界點。

②在大風天氣時，主要考慮分支或者配變的引流線斷裂搭在橫擔上;導線風偏過大，與建筑物距離過近;導線固定不牢固脫落到橫擔上等情況。

4 單相接地的故障排查方法

4.1 配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)排查

國網浙江省電力公司配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)能根據的監(jiān)測裝置實時數據研判故障。它通過在配電線路始端、中部、各個分支三相導線進行故障指示器的安裝從而指示接地故障的發(fā)生區(qū)段。當線路發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)能根據發(fā)送異常數據的終端號初步判斷故障范圍，并通過短信發(fā)送給相關人員，相關人員接到信息后，可以結合調控中心和監(jiān)測系統(tǒng)的數據明確故障大致位置。因技術原因，該系統(tǒng)對單相接地故障的研判精確度不高，容易發(fā)生誤判情況，根據江山公司目前的在線監(jiān)測系統(tǒng)運行情況來看，其在單相接地故障方面的準確率只能達40%左右。此辦法的優(yōu)點是能迅速縮短小故障范圍，但通過系統(tǒng)往往能確定大致范圍，但不能確定具體位置，而且不夠準確，下圖為系統(tǒng)的報警信息界面。

4.2 經驗判定排查

該方法是由搶修人員根據線路的基本情況：線路環(huán)境（有無存在未及時處理的樹害），歷史運行情況（經常接地的位置）等，判定可能引起的接地點，然后去現場進行確認。此辦法缺點也很明顯，一是

對運維單位的要求較高。要求運維單位線路日常巡視維護扎實到位，基礎資料詳實準確，并且人員對情況非常熟悉。另外，對于意外情況，這種辦法并不適用，有時還會事倍功半。經驗判定法只能作為明確故障范圍后的一種輔助手段。

5 預防方法

對于配電線路單相接地故障，可以采取以下幾種方法進行預防，以減少單相接地故障發(fā)生：

①對配電線路定期進行巡視，主要是檢查導線和周圍建筑物、樹木的距離是否符合規(guī)程的要求;電桿頂端有沒有鳥窩;導線有沒有外傷（尤其是位于其他工程施工的地段的導線）及松股;導線的弧垂有沒有過小、過大等;絕緣子中導線有沒有牢固綁扎及固定;固定絕緣子的螺栓有沒有脫松;橫擔和拉帶螺栓有沒有脫松，拉線有沒有斷股、斷裂及被盜等。

②做好單相接地故障的統(tǒng)計，對頻發(fā)單相接地故障的線路進行深刻分析，對該線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備進行抽樣絕緣測試，若設備多數不合格，則通過技改或者大修進行批量更換。同時結合線路的交跨情況及區(qū)域氣象進行研究，是否存在“雷區(qū)”情況，做好增加絕緣子串、線路改遷等措施。

6 結論

單一的方法查找10KV線路接地故障有較大的困難，采用多種方法結合可以收到預期的效果，而且操作簡便，速度快，比傳統(tǒng)的處理方法要輕易得多。當然，以上只是我關于10KV線路單相接地故障分析、處理和預防的討論，還有許多不足和有待改進的地方，這需要在以后的實際應用中不斷的加以完善。

參考文獻：

[1]葉子.10kV配電線路接地故障原因及預防措施分析[J].科技資訊，2011年36期

[2]王建軍.10kV配電線路單相接地故障分析及解決對策[J].新疆農墾科技，2012年02期

作者簡介：

沈超坤（1987年出生），男，浙江江山人，助理工程師，從事中壓配電線路運維工作，曾任賀村供電所高壓運檢班班長，現任長臺供電所書記。