10kV配電線路單相接地故障分析與故障查找方法研究

趙佳烜

摘要：供電系統(tǒng)中斷將使工農業(yè)生產停頓，人民生活秩序混亂，甚至危及人身及設備安全，造成十分嚴重的后果。在配電網中保證用戶供電可靠性是對整個供電系統(tǒng)維持正常運轉的最低保障，只有不斷加強供電可靠性管理，才有可能使供電部門在今后發(fā)展過程中取得長足的進步。本文通過對單相接地故障分析，指出單相故障對電網的危害，提出故障的查找方法和防范措施，并提出如何通過新技術、新設備的應用來提高單相接地故障的查找效率，提高供電可靠性，減少故障損失。

關鍵詞：單相接地;故障診斷;輸電;配電

1 10kV線路單相接地故障原因、危害

1.1受自然環(huán)境因素的影響

10kV線路通道會因為風暴、暴雨引起樹枝折斷等情況壓迫線路，從而影響線路單相接地;在一些人為破壞因素的影響下，例如超高車輛經過掛拉線路，導致線路斷落形成單相接地故障;線路通道中出現了不按要求架設的交叉跨越線路，導致線路不能承受過重負荷，長期松弛最終導致線路單相接地;在潮濕、臟污的天氣環(huán)境線下，會發(fā)生擊穿刀閘、開關、絕緣子的情況，從而發(fā)生單相接地故障。線路中的裸導線沒有牢牢固定在絕緣子上，導致了裸導線脫落在橫擔上，當遇到風暴大雨有斷落的樹枝時，絕緣導線和樹枝觸碰，在導線絕緣層被破壞時，就會發(fā)生單相接地故障。環(huán)境污染的情況下，會有塑料袋之類的飄掛物搭接在線路上，引起單相接地。

1.2線路單相接地故障的危害極大

在發(fā)生單相接地故障時，首先是危害變電設備。在10kV配電線路單相接地故障中，線路短路時，電壓救護成為諧振過電壓，要高于平時正常電壓多倍，從而減弱了變電器的絕緣性，甚至將絕緣部件擊穿，燒毀配電變壓器，更有甚者引發(fā)火災。其次，線路單相接地故障降低了供電質量，影響到穩(wěn)定供電。在有故障發(fā)生時，往往會要求電力部門停止供電進行故障原因的查找分析和解決，這就嚴重影響了正常的生產作息，給人們帶來經濟損失，停電期間會影響到人們的日常生活。最后，單相接地故障導致線損，單相接地過后，會增加線路所能承受的正常范圍內的負荷電流和供應電壓，線路不得以向外釋放電，從而引起相線和中性線的損耗。

2、10kV配電線路單相接地故障的預防措施及處理方法

2.1預防措施。

2.1.1定期的對配電線路進行檢查，其中需要檢查的內容包括導線、周圍樹木和建筑物的距離，電線桿上是否有鳥窩等會造成單相接地故障的影響因素，導線在絕緣處的綁扎是否牢固，絕緣體的固定螺栓是否存在脫落的情況，橫擔和拉帶螺栓是否松脫等。定期對配電線路進行檢查是重要的預防措施。

2.1.2對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器以及避雷器等變電設備進行定期的絕緣性測試，檢查這些設備的絕緣性是否符合標準，如果檢測出問題就要做到及時的更換。還需要對配電變壓器進行定期的檢查和測試，發(fā)現問題要根據問題的嚴重性進行維修和更換，保證配電變壓器的安全性。配電設備和變電設備的安全是防止單相接地故障發(fā)生的關鍵措施。

2.1.3可以在配電線路上加裝分支熔斷器，主要目的是縮小單相接地故障的范圍，以及減少因故障導致停電的范圍和停電時間，盡可能的保證人們的正常生活和企業(yè)的生產經營活動，同時該措施也有助于找出單相接地故障點。除此之外，還可以在配電線路上使用更高電壓等級的絕緣子，以提高配電線路的絕緣性，有效的防止單相接地故障的發(fā)生。

2.2單相接地故障處理

2.2.1當10kV配電線路發(fā)生單相接地故障時，變電站檢測到10kV母線電壓不平衡，發(fā)出接地信號，提示值班員進行處理。值班員經過選線，最終確定發(fā)生單相接地故障的相別和配電線路，并通知配電線路的運行維護人員處理故障。目前有許多農網35kV變電所都沒有安裝選線裝置，即使安裝了選線裝置，但從運行的經驗來看，準確率不高，大約在50%以下。所以還是需要采取試跳人工選線方法，這樣還是會造成對非故障線路不必要的停電，影響供電可靠性。目前，運行單位對單相接地故障查找有經驗判斷法和推送判斷法兩種方法。所謂經驗判斷法就是運行人員根據各線段的通道環(huán)境、線路質量、歷史運行情況等多年線路運行積累的經驗，判斷可能引起接地點的范圍，依據可能性的大小順序組織人員進行現場巡視確認。所謂推送判斷法是指運行人員利用線路分段點進行開斷操作，并同時采取通訊與調度聯系，根據操作前后是否存在接地故障進行判斷來確定接地點的范圍。

2.2.2為了能及時隔離故障點，運行人員可以采用兩種方法配合使用進行巡線。當運行單位在接到調度故障巡線通知后，可以根據經驗判斷法判斷線路前段是否存在接地的可能性，如果判斷沒有問題，可以采取試送判斷法將后段線路分段開關斷開，并通知調度對前段進行送電，如果得知接地故障消除就可以斷定接地點在線路后段。然后繼續(xù)采取經驗判斷法判斷可能存在接地點的線段，并將其與線路斷開隔離，進行試送判斷。通過逐級判斷，逐級試送確定接地范圍。采取這種兩種方法配合使用能夠最大限度地減少停電范圍，隔離故障線段，提高供電可靠性。但是也需要運行人員要有豐富的運行經驗，掌握線路各線段的設備質量和歷史運行情況，以便能準確作出判斷。

2.2.3接地故障點范圍確定后，對接地點的查找可以采取線路巡視，如果巡視后沒有發(fā)現斷線等明顯的接地情況，可以采取蹬桿檢查的方法進行檢查，重點對絕緣子進行檢查，必要時對絕緣子進行絕緣搖測（根據運行經驗，部分絕緣子擊穿具有隱蔽性，肉眼無法辨別，必須拆開導線或進行絕緣搖測后才能發(fā)現）。由于考慮到單相接地可能導致人身傷害事故，一般要停電巡視，此時接地現象表現不明顯，這給巡線也帶來了一定的難度。如果是在晚上發(fā)生非金屬性接地，線路地形較好，建議進行帶電巡視，接地現象表現（弧光放電，有放電聲音）較為明顯。

3、借助先進的技術、設備，提高故障查找效率

3.1在具備環(huán)境、經濟等條件的情況下，可在電網線路中安裝10kV線路用戶分界負荷開關，通過該開關設備和變電站的配合，能夠協(xié)助維修人員快速找到相間短路故障點，并對線路中的單相接地故障進行自動斷開，做到自動隔離故障點，減少故障帶來的不良影響。用戶分界負荷開關是對接地點零序電流的采集，并結合整定值來比較判斷出故障點，省去了故障電流的方向、諧波分析等判斷分析程序，符合當前故障檢修的需求，從而該設備已經在市場中有了普遍的應用，具有良好的故障排查效果。該設備不能用在山區(qū)以及多雷地區(qū)。

3.2安裝單相接地故障指示器，和用戶分界負荷開關結合起來應用。具體辦法是在安裝有分界開關的（分）支線再安裝一個單相接地故障指示器，通過指示器的顏色變化來斷定故障區(qū)段，準確快速找到故障發(fā)生點。市場上的單相接地故障指示器比用戶分界負荷開關便宜，在電網線路中應用更為普遍，幫助檢修人員提高了排查故障的效率。在實際應用中，通常采用接地+短路的故障指示器來排查故障，在復雜、多變的配電網中，單相接地故障指示器并不能有效發(fā)揮其應有的作用，相反還增加了排查故障的難度，這就需要根據具體的電網情況決定該設備的安裝。

3.3利用經驗判斷故障。這是最傳統(tǒng)的方法，主要是利用檢修人員豐富的經驗和對線路的全面掌握和熟悉來進行故障的分析判斷。具體的故障排查中，檢修人員首先是進行線路狀況的掌握分析，以此判斷可能出現的接地故障的位置，再去現場查看，待確認后再采取維修措施。此法一般用在接地故障較為明顯的地方，以此快速找到故障點和采取維修措施，然而缺點是容易出現判斷失誤的情況。

4結語

總之，面對10kV配電線路單向接地故障查找與解決工作需要有一個嚴格的巡檢執(zhí)行制度，采取多環(huán)節(jié)、多方面的措施進行接地故障的保護防治，確保線路的穩(wěn)定、安全運行。此外，需要巡檢人員要有過硬的技術和豐富的實踐，積累經驗，通過與社會的緊密合作，以配合配電線路的巡檢，保證安全穩(wěn)定供電。

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