10 kV配電線路單相接地故障檢測(cè)與處理

劉東蕓

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

引言

在當(dāng)前電力企業(yè)電網(wǎng)運(yùn)行管理中，10 kV配電線路單相接地是一種常見的配電系統(tǒng)運(yùn)行故障，該故障不僅會(huì)導(dǎo)致配電線路產(chǎn)生過(guò)高的電壓，損壞相關(guān)電力生產(chǎn)設(shè)備，還會(huì)直接影響到電力市場(chǎng)對(duì)用戶的正常持續(xù)供電，造成一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。因此，電力企業(yè)必須安排專業(yè)人員加強(qiáng)對(duì)10 kV配電線路單相接地故障的日常規(guī)范檢測(cè)與處理工作，嚴(yán)格督促他們按照企業(yè)管理規(guī)章制度辦事，根據(jù)具體故障發(fā)生原因和特點(diǎn)采取相對(duì)應(yīng)的解決措施，合理采用單相接地故障的排查處理技術(shù)與設(shè)備，全面提升10 kV配電線路單相接地故障的查找解決效率，避免因接地故障而影響電力生產(chǎn)、輸送的正常進(jìn)行。

1 10 kV配電線路單相接地故障發(fā)生原因及危害

1.1 10 kV配電線路單相接地故障發(fā)生的原因

造成10 kV配電線路單相接地故障的原因有很多，如當(dāng)某個(gè)物體掛到電線上，并且物體還觸碰到了地面，就會(huì)容易發(fā)生單相短路；由于附近高干樹木與線路距離過(guò)近，在外界風(fēng)力作用下高干樹枝與線路產(chǎn)生了親密接觸，造成線路單相接地故障；在外界惡劣天氣環(huán)境下，大風(fēng)大雨天的配電線路絕緣子電阻將會(huì)明顯減小[1]，導(dǎo)致出現(xiàn)閃絡(luò)、放電的情況，這樣也會(huì)引發(fā)配電線路單相接地故障；10 kV配電網(wǎng)線路中的配電變壓器發(fā)生擊穿，10 kV熔斷器或者避雷器被雷擊時(shí)也會(huì)造成配電線路單相故障。

1.2 10 kV配電線路單相接地故障發(fā)生的危害

1.2.1 危害到變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行

10 kV配電線路一旦發(fā)生單相接地故障，就會(huì)造成配電線路中某段線路出現(xiàn)短路情況，這會(huì)導(dǎo)致某瞬間產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出正常值，促使變電設(shè)備的絕緣性明顯降低。嚴(yán)重情況下，還會(huì)導(dǎo)致變電設(shè)備出現(xiàn)完全損毀的情況，使整個(gè)配電線路上的避雷器、熔斷器等設(shè)備絕緣被燒毀，不僅會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，影響到用戶的安全穩(wěn)定供電，還會(huì)威脅到周圍居民的生命安全。

1.2.2 影響供電穩(wěn)定性

10 kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障后，相關(guān)電力部門須及時(shí)安排專業(yè)人員對(duì)故障線路進(jìn)行檢測(cè)處理，此時(shí)附近區(qū)域的居民供電受到影響。發(fā)生單相接地故障的配電線會(huì)斷電，在整個(gè)排查檢修維護(hù)階段，該電力電網(wǎng)覆蓋下的區(qū)域只能夠處于持續(xù)斷電的情況，這樣無(wú)疑會(huì)影響到當(dāng)?shù)毓╇姷姆€(wěn)定性，給當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活帶來(lái)一定的不便。

1.2.3 損害配電線路的使用壽命

10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，供電電壓與負(fù)荷電流在短時(shí)間內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)持續(xù)增大的情況，而當(dāng)它們本身的數(shù)值嚴(yán)重超過(guò)了配電線路的最大承載負(fù)荷，就會(huì)自然向外進(jìn)行放電，這會(huì)直接造成對(duì)相線和中性線上的損耗，一定程度加快了配電線路的損壞，降低了線路的正常使用壽命。

2 10 kV配電線路單相接地故障檢測(cè)與處理

2.1 單相接地故障排查檢測(cè)

2.1.1 人工選線排查檢測(cè)故障

當(dāng)10 kV配電線路因高阻值接地而引發(fā)單相接地故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)故障排查檢測(cè)人員可以通過(guò)合環(huán)與解環(huán)兩條線路去準(zhǔn)確判斷到底是哪條線路出現(xiàn)了單相接地故障。而如果10 kV配電線路是因?yàn)榫€路接地而產(chǎn)生的單相接地故障問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)工作人員則需要通過(guò)排查檢測(cè)各排線開關(guān)和拉合分段開關(guān)以準(zhǔn)確判斷到底是哪條線路產(chǎn)生單相接地故障。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作人員明確是哪條線路出現(xiàn)接地故障后，即可安排專業(yè)人員去查找到具體的故障發(fā)生點(diǎn)，倘若無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)查找出具體故障發(fā)生區(qū)域或位置，則需要利用蹬桿檢查手段對(duì)不同設(shè)備檢測(cè)作業(yè)，以便能夠高效解決故障問(wèn)題。相關(guān)工作人員需要將配有繼電保護(hù)裝置的斷路器合理設(shè)置在10 kV開關(guān)柜內(nèi)[2]，而對(duì)于斷路器的設(shè)置主要有以下兩種不同形式，一是通過(guò)規(guī)范安裝微機(jī)保護(hù)裝置，其有效集電流限制、負(fù)荷限制以及超限值跳閘保護(hù)作用于一身；二是通過(guò)正確安裝先進(jìn)的電流控制器，充分發(fā)揮其優(yōu)化調(diào)整線路電流限定值的作用。

2.1.2 合理運(yùn)用新技術(shù)、新設(shè)備提高接地故障排查檢測(cè)效率

基于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新完善，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備出現(xiàn)在大眾視野面前，針對(duì)10 kV配電線路單項(xiàng)接地故障的排查檢測(cè)工作，相關(guān)工作人員可以通過(guò)合理采用新技術(shù)、新設(shè)備有效提升單相接地故障的檢測(cè)工作質(zhì)量和效率，充分保障10 kV配電線路運(yùn)行過(guò)程的安全可靠性，持續(xù)為用戶提供高質(zhì)量的電力。圖1所示為10 kV配電線路用戶分界負(fù)荷開關(guān)（FFK看門狗），該種開關(guān)顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，其能夠自動(dòng)斷開，使接地故障有效隔離。變電所的一條10 kV配電線路附帶著3個(gè)用戶，而每個(gè)用戶的電網(wǎng)和大電網(wǎng)都基于用戶分界負(fù)荷開關(guān)連接起來(lái)，在處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，DL、K1、K2、K3都會(huì)在合理位置上。而如果K2的用戶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障，K2會(huì)基于自身測(cè)控裝置高效檢測(cè)出零序電流趨近全網(wǎng)的零序電流，這樣就能夠幫助檢測(cè)人員快速判斷出具體的線路故障點(diǎn)，及時(shí)采取有效的處理措施[3]。除此之外，當(dāng)K2的用戶發(fā)生相間短路故障時(shí)，該變電站的出線開關(guān)DL會(huì)自動(dòng)跳閘，線路會(huì)直接斷電。無(wú)論是單相接地故障，還是相間短路故障，用戶分界負(fù)荷開關(guān)裝置的運(yùn)用都能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效隔離，這樣不僅能夠減少由于故障產(chǎn)生的停電戶數(shù)，還可以方便工作人員對(duì)故障的快速排查檢測(cè)，提高工作效率。

圖1 K1、K2、K3——用戶分界負(fù)荷開關(guān)(FFK看門狗)

2.2 10kV配電線路單相接地故障的處理措施

2.2.1 合理運(yùn)用小電流接地選線裝置

為了加強(qiáng)對(duì)10 kV配電線路單相接地故障的科學(xué)預(yù)防處理工作，相關(guān)工作人員可以通過(guò)在變電所內(nèi)合理安裝小電流接地自動(dòng)選線裝置，基于該項(xiàng)裝置輔助應(yīng)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)選擇出發(fā)生單相接地故障線路，并且具有準(zhǔn)確率高、消耗時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。小電流接地選線裝置的應(yīng)用，有效避免了傳統(tǒng)人工選線工作方式的弊端，減少非故障線路不必要的停電，避免接地故障問(wèn)題影響范圍的持續(xù)擴(kuò)大。值得注意的是，變電所工作人員在實(shí)際應(yīng)用該項(xiàng)裝置時(shí)，應(yīng)做好該裝置與各配出現(xiàn)間隔上的零序電流互感器配合使用，不然將無(wú)法發(fā)揮出其作用。

2.2.2 應(yīng)用新技術(shù)設(shè)備提高故障處理效率

在10 kV配電線路單相接地故障處理工作中，相關(guān)技術(shù)人員可以通過(guò)在10 kV配電線路的出口處安裝上信號(hào)源，同時(shí)在三相導(dǎo)線、線路時(shí)段、各分支點(diǎn)上加裝單相接地故障指示器裝置，這樣，當(dāng)10 kV配電線路某處出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，相對(duì)應(yīng)的指示器裝置就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)發(fā)出指示信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員則可以根據(jù)故障點(diǎn)指示燈判斷故障，明確故障發(fā)生的具體范圍和原因，并采取相應(yīng)的故障處理措施，全面提高10 kV配電線路單相接地故障的處理工作效率。與此同時(shí)，金屬氧化物避雷針還具有反應(yīng)動(dòng)作快、伏安特性平坦、續(xù)流小、沒有截波等特點(diǎn)，因此相關(guān)技術(shù)人員可以通過(guò)將優(yōu)質(zhì)的金屬氧化物避雷針合理設(shè)置在10 kV配電線路和變臺(tái)之上[4]，這樣能夠有效防止由于暴雨雷擊等天氣因素帶來(lái)的嚴(yán)重線路損害，引起線路接地故障的發(fā)生。當(dāng)10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，電力企業(yè)需要安排專業(yè)人士去快速查找具體故障點(diǎn)，相關(guān)工作人員可以采用分片、分段、分設(shè)備的“排除法”，并綜合運(yùn)用蹬桿檢測(cè)法、絕緣搖桿檢測(cè)法，確保在最短時(shí)間內(nèi)查找到對(duì)應(yīng)的故障。倘若上述方法都未能夠查找到接地故障發(fā)生區(qū)域位置，那么則需要申請(qǐng)讓上級(jí)調(diào)度對(duì)故障線路試送電，如果成功了則代表可能是其他不明偶然原因造成的單相接地故障。如果不成功，相關(guān)工作人員則需要利用排除方法繼續(xù)排查消除故障。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了保障電網(wǎng)安全可靠地持續(xù)運(yùn)行，為用戶提供高質(zhì)量的電力，電力企業(yè)必須高度重視10 kV配電線路單相接地故障排查檢測(cè)與處理解決工作。企業(yè)需要安排專業(yè)人員定期檢查維護(hù)配電線路，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并予以排除，要合理引進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)故障點(diǎn)的科學(xué)有效隔離工作，杜絕產(chǎn)生發(fā)范圍的停電事故，影響到人們的正常生產(chǎn)生活。