10kV配電線路單相接地故障分析

劉啟平

摘要：現(xiàn)階段，我國的10kV 配電系統(tǒng)一般用中性點(diǎn)不接地形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在電力系統(tǒng)中，經(jīng)過大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)證明，單相接地故障在所有電力系統(tǒng)故障中所占比重最大，因此，為了保障整個(gè)配電線路的穩(wěn)固和安全，必須采取有效、合理的對策。

關(guān)鍵詞：單相接地;故障分析;處理預(yù)防措施

引言

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(diǎn)容性電流較小，線電壓不變，不影響向負(fù)荷供電，短時(shí)間仍可繼續(xù)運(yùn)行。但發(fā)生單相接地故障時(shí)所經(jīng)流的電容量較大時(shí)就會在接地點(diǎn)導(dǎo)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(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)危及電壓互感器本身及其它設(shè)備，危及線路運(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)并排除線路接地故障，確?？煽抗╇姡瑢氖码姎膺\(yùn)行工作的人員來說至關(guān)重要。

1 單相接地故障的原因

根據(jù)電網(wǎng)布置的結(jié)構(gòu)和地域環(huán)境的差別，在云南昭通地區(qū)10 kV線路發(fā)生單相接地故障的原因大致可以分為以下幾類：①10kV配電線路原設(shè)計(jì)等級低。桿型選型小，線路投運(yùn)時(shí)間長，倒桿斷線時(shí)有發(fā)生。處理簡單對接。線路接頭多。（多為80年代架設(shè)）線徑過小。地理位置環(huán)境差，溫差變化大。絕緣子擊穿頻率高，容易線斷線落地或搭接在橫擔(dān)上，同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉線一端脫落，搭在下排導(dǎo)線上;②導(dǎo)線因風(fēng)力過大，絕緣子綁扎線斷線相線飛線。又與建筑物或樹木距離過近發(fā)生碰線;③配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地，配電變壓器上的設(shè)備線夾斷落，10 kV 避雷器或熔斷器絕緣被擊穿，線路上絕緣子或分支熔斷器絕緣擊穿;④線路遭遇雷擊;⑤鳥，松鼠。蛇，老鼠，等動觸電斷路接地;⑥配電變壓器高壓引下線斷線;⑦導(dǎo)線上落掛飄浮物（如塑料布、樹枝等）;⑧其他偶然事件或原因。

2 單相接地故障的主要危害

（1）對變電及配電設(shè)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(jìn)一步使線路上的絕緣子擊

穿，造成嚴(yán)重的短路事故，將威脅系統(tǒng)中的變壓器、電壓互感器、開關(guān)、避雷器等設(shè)備的安全運(yùn)行，引起設(shè)備燒毀，也可能發(fā)生電氣火災(zāi)事故。

（2）引起短路。當(dāng)發(fā)生單相瞬間接地時(shí)，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(shí)，非故障相的電壓將升高，如網(wǎng)絡(luò)中另一相存在絕緣薄弱點(diǎn)，勢必會引起擊穿，從而導(dǎo)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(zāi)。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(fēng)、氣候潮濕，如果配電線路未停運(yùn)，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(shí)如周圍有易燃物，可能會引發(fā)火災(zāi)。

（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(yùn)故障線路，從而將造成長時(shí)間、大面積停電，減少供電量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(shí)，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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(shí)，維修單位必須及時(shí)找到故障線路予以切除，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。具體操作步驟如下：

（1）記錄故障時(shí)間，接地相別，相關(guān)數(shù)值。（2）對站內(nèi)設(shè)備是否存在故障進(jìn)行排查。先檢查設(shè)備的外部是否有損壞情況、是否有放電網(wǎng)絡(luò)，然后檢查斷線接地情況，對避雷器、互感器、電纜頭進(jìn)行檢查，檢查設(shè)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(shè)備的處理。①用開關(guān)隔離故障點(diǎn)。若檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器等設(shè)備有故障，要及時(shí)處理，立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，并隔離故障;②故障點(diǎn)只能用刀閘隔離。必須注意的是，不準(zhǔn)用刀閘拉開接地故障和線路負(fù)荷電流，要用倒運(yùn)行方式隔離故障點(diǎn);③故障點(diǎn)在母線上。沒有辦法隔離，則立即轉(zhuǎn)移該母線上的線路負(fù)荷;如果不能轉(zhuǎn)移，應(yīng)首先通知用戶做好停電準(zhǔn)備，然后故障母線停電，立即通知檢修人員搶修。 （4）站內(nèi)設(shè)備未發(fā)現(xiàn)問題的情況處理。如找不出故障點(diǎn)，再進(jìn)行線路接地的尋找。把電網(wǎng)分割成電氣上不相連的幾個(gè)部分，判斷單相接地區(qū)域，分網(wǎng)運(yùn)行縮小范圍。10kV 系統(tǒng)單項(xiàng)接地主要考慮變電站10kV 母線分段運(yùn)行縮小范圍。當(dāng)對出現(xiàn)接地信號的一段母線進(jìn)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(jìn)行拉合閘試驗(yàn)，順序依次為：①空載線路、無功補(bǔ)償電容器;②雙回路或有其他電源的線路，多電源線路應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變供電方式尋找故障點(diǎn);③分支最多、最長、負(fù)荷輕或不重要的線路;④分支較少、較短、負(fù)荷較重的線路。

4 單相接地故障預(yù)防整改措施

（1）加強(qiáng)定期檢修配電線路，主要包括導(dǎo)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(dǎo)線有沒有外傷及松股;導(dǎo)線的弧垂有沒有過小、過大等;絕緣子中導(dǎo)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(dān)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(shí)消除線路缺陷，不讓線路長期帶病運(yùn)行。同時(shí)加強(qiáng)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(jìn)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(shè)備;另外還要重點(diǎn)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(jìn)行檢查及試驗(yàn)配電變壓器和10kV 公用的變壓器，及時(shí)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(shè)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(chǔ)建設(shè)，合理的預(yù)測未來的負(fù)荷;減小線路供電半徑;選擇與負(fù)荷相配的導(dǎo)線截面;事實(shí)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)。

5 總結(jié)

總而言之，單相接地，是電力系統(tǒng)發(fā)生概率最大的故障之一，為了確保整個(gè)配電線路的穩(wěn)固和安全，必須采取有效、合理的對策，以降低此類故障發(fā)生的概率，提升電能質(zhì)量。

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（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昭通永善供電局）