10kV配電線路單相接地故障分析及處理預防措施

聶高見

（河南濟源鋼鐵集團有限公司，河南 濟源 459000）

10kV配電線路單相接地故障分析及處理預防措施

聶高見

（河南濟源鋼鐵集團有限公司，河南 濟源 459000）

10kV配電線路是電網(wǎng)的基礎設施，其運行方式是中性點不接地方式，屬于小接地電流系統(tǒng)。文章首先對單相接地故障的原因及危害進行了分析，并對接地故障的處理方法進行了闡述，在此基礎上提出了相應的故障處理整改預防措施。

單相接地；故障分析；處理預防措施

在電力系統(tǒng)中，單相接地故障是一種較常出現(xiàn)的故障，由于接地點容性電流較小，線電壓不變，不影響向負荷供電，短時間仍可繼續(xù)運行。但發(fā)生單相接地故障時所經(jīng)流的電容量較大時就會在接地點導致電弧，形成一種間歇性的電弧過電壓，容易燒損電壓互感器保險，嚴重時危及電壓互感器本身及其它設備，危及線路運行安全和人身安全。因此，掌握電力系統(tǒng)單相接地分析與處理方法，及時發(fā)現(xiàn)并排除線路接地故障，確?？煽抗╇?，對從事電氣運行工作的人員來說至關重要。

1 單相接地故障的主要危害

（1）對變電及配電設備的危害。10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，可能發(fā)生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產(chǎn)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，將威脅系統(tǒng)中的變壓器、電壓互感器、開關、避雷器等設備的安全運行,引起設備燒毀,也可能發(fā)生電氣火災事故。

（2）引起短路。當發(fā)生單相瞬間接地時，電弧不能自行熄滅，容易形成相間短路，使斷路器跳閘。另一種情況如發(fā)生單相接地時，非故障相的電壓將升高，如網(wǎng)絡中另一相存在絕緣薄弱點，勢必會引起擊穿，從而導致兩相接地短路，使斷路器跳閘。

（3）對供電可靠性的影響。接地位置還容易出現(xiàn)間歇性電弧，這種電弧會在電力系統(tǒng)中引起鐵磁諧振，使三相電路出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，如一相電壓下降，另外兩相電壓升高或一相電壓升高，另外兩相電壓下降等，無論哪種現(xiàn)象都是會破壞供電穩(wěn)定性。

（4）危及人畜生命安全及引發(fā)火災。單相接地故障多發(fā)生在雷雨季節(jié)即夏秋季，此段期間多雨、多雷、大風、氣候潮濕，如果配電線路未停運，對于行人和線路巡視人員（特別是夜間），可能發(fā)生跨步電壓引起的人身電擊事故，也可能發(fā)生牲畜電擊傷亡事故。另外，發(fā)生電弧接地時如周圍有易燃物，可能會引發(fā)火災。

（5）對供電量的影響。發(fā)生單相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停運故障線路，從而將造成長時間、大面積停電，減少供電量。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年由于配電線路發(fā)生的單相接地故障，將少供電十幾萬kW時，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 單相接地故障的原因

（1）導線斷線，主要表現(xiàn)為兩個方面：①導線接頭處因為接觸不良而造成的發(fā)熱燒斷；②絕緣子中的導線綁扎、固定不緊，接頭掉在地面或橫擔，從而導線斷線的。

（2）絕緣子擊穿，主要是由于絕緣子污閃和雷擊造成的。

（3）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。

（4）樹木短接，是指樹木直接穿過裸線或是樹枝搭在線路上。

（5）飛禽等外力破壞，供電所在巡線過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)角桿下有許多鳥的尸體，因為10kV線路轉(zhuǎn)角桿都有挑線瓶和挑線，線路較密集，使導線與導線之間、導線與橫擔之間安全距離很小，大型鳥類腳落在橫擔上，收翅膀的瞬間，觸及帶電導線，體型小的鳥就落在地上，體型大的鳥就死在電桿上，造成接地故障。

（6）人為操作失誤，由于線路多在路旁地邊，許多施工車輛撞桿、掛拉線的故障時有發(fā)生，輕者單相接地，重者斷桿斷線，全線跳閘，造成大面積停電。

3 單相接地故障處理措施

在10kV配電線路發(fā)生接地故障時，維修單位必須及時找到故障線路予以切除，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。具體操作步驟如下：

（1）記錄故障時間，接地相別，相關數(shù)值。

（2）對站內(nèi)設備是否存在故障進行排查。先檢查設備的外部是否有損壞情況、是否有放電網(wǎng)絡，然后檢查斷線接地情況，對避雷器、互感器、電纜頭進行檢查，檢查設備上有無脫落物及外力破壞等現(xiàn)象；

（3）對站內(nèi)出現(xiàn)故障設備的處理。①用開關隔離故障點。若檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器等設備有故障，要及時處理，立即轉(zhuǎn)移負荷，并隔離故障；②故障點只能用刀閘隔離。必須注意的是，不準用刀閘拉開接地故障和線路負荷電流，要用倒運行方式隔離故障點；③故障點在母線上。沒有辦法隔離，則立即轉(zhuǎn)移該母線上的線路負荷；如果不能轉(zhuǎn)移，應首先通知用戶做好停電準備，然后故障母線停電，立即通知檢修人員搶修。

（4）站內(nèi)設備未發(fā)現(xiàn)問題的情況處理。如找不出故障點,再進行線路接地的尋找。把電網(wǎng)分割成電氣上不相連的幾個部分，判斷單相接地區(qū)域。分網(wǎng)運行縮小范圍。10kV系統(tǒng)單項接地主要考慮變電站10kV母線分段運行縮小范圍。當對出現(xiàn)接地信號的一段母線進行查找處理，這是最常用的一種方法，可以縮小查找故障范圍，減少查找故障的盲目性。

（5）電網(wǎng)分割后，可進行拉合閘試驗,順序依次為：①空載線路、無功補償電容器；②雙回路或有其他電源的線路，多電源線路應采取轉(zhuǎn)移負荷，改變供電方式尋找故障點；③分支最多、最長、負荷輕或不重要的線路；④分支較少、較短、負荷較重的線路。

4 單相接地故障預防整改措施

（1）加強定期檢修配電線路，主要包括導線和周圍建筑物、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，拉線有沒有破股或斷裂及被盜。及時消除線路缺陷，不讓線路長期帶病運行。同時加強線路通道的清理，定期裁剪樹木，確保線路通道完好。

（2）定期的進行絕緣測試，主要針對的是配電線路的分支熔斷器、避雷器、絕緣子等一些設備；另外還要重點檢查變壓器的絕緣性能是否正常，其高壓引下線接頭有無良好接觸。

（3）進行檢查及試驗配電變壓器和10kV公用的變壓器，及時維修和更換不合格變壓器。

（4）安裝避雷器和分支熔斷器，提高10kV線路的防雷水平，在線路經(jīng)過雷區(qū)的地方加裝性能好的金屬氧化物避雷器，降低避雷器的接地電阻，降低配變接地裝置的接地電阻，在配變低壓側(cè)加裝低壓避雷器，使用絕緣性能好的絕緣子和線路設備。

（5）合理布局配變位置，使線路接頭發(fā)熱頻率降低；注重線路基礎建設，合理的預測未來的負荷；減小線路供電半徑；選擇與負荷相配的導線截面；事實證明，這些改變也可以有效減少10kV配電線路接地故障的發(fā)生次數(shù)。

另外，為縮短接地故障的查找和排除接地故障時間，縮小停電范圍，提高供電可性，變電站內(nèi)可以安裝小電流自動的接地選線裝置，此裝置可以自動選擇發(fā)生接地故障的線路，準確率較高，時間較短。而且可以縮短非故障線路不必要的停電時間，提高電網(wǎng)供電可靠性，避免故障向周圍擴大。在電網(wǎng)實際的運行中，一定要把此裝置與各配電線的間隔零序電流互感器等來配合使用，否則就不能發(fā)揮應用作用；主線上裝設分段開關、較長分支線裝設分支開關，較短分支線裝設跌落式熔斷器；主線上分段裝設接地故障顯示儀，分支線上裝設接地故障顯示儀。

5 結(jié)語

10kV配電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是電能輸送的渠道，也是連接發(fā)電、配電、供電的紐帶。伴隨著企業(yè)的發(fā)展，用電的負荷量也越來越大，電線線路也逐年加長，電纜線路的越來越多，各電路的電容量也逐年增大，因此對10kV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。

［1］張志英，王琳，文效宇.電力系統(tǒng)單相接地和斷相故障的判斷與處理［J］.江西煤炭科技，2001，（4）：28-29.

［2］周封，王亞丹.10kV配電線路單相接地故障分析及故障查找［J］.科技信息，2010，（6）.

［3］劉浩宇.中低壓配電網(wǎng)單相接地故障選線方法研究［J］.科技創(chuàng)新導報，2010，（11）：59．

［4］杜新春.小電流系統(tǒng)單相接地故障行波選線技術［J］.科技創(chuàng)新導報，2009，（29）：39．

［5］康瑋，胡世佳.10kV配電線路單相接地故障成因及預防探討［J］.北京電力高等?？茖W校學報：自然科學版，2011，28（4）：17.

Fault Analysis and Treatment Precaution of Single-phase Earthing Fault of 10kV Distribution Line

NIE Gao-jian
（Henan Jiyuan Iron&Steel Group Co.，Ltd.，Jiyuan，Henan 459000，China）

The 10kV distribution line is the infrastructure of the power grid，and its operation mode is the neutral point ungrounded way，belonging to the small grounding current system.In this paper，the causes and hazards of single-phase earth fault are analyzed，and the treatment methods of ground fault are expounded.On this basis，the corresponding preventive measures are put forward.

single-phase grounding；fault analysis；treatment precautions

TM726

A

2095-980X（2017）04-0023-02

2017-03-23

聶高見，主要研究方向：配電網(wǎng)。