農網改造工程中單相接地故障檢測及防治措施探討

何天彥

（湖南衡陽電業局，湖南 衡陽421000）

1 引言

隨著我國民經濟不斷發展，在農村電網改造工程實施中，10kv配電線路由原來的LJ導線更改為LGJ導線，導線截面基本按每A每平方毫米重新選擇更換，并將沿線木桿、裂紋砼桿全部更換成標準新砼桿，配變避雷器全部更換一新，增強了配電線路的絕緣水平和機械水平，降低了配電線路的跳閘率，且提高了供電可靠性，減少了線路損耗，其意義重大。由于農電10kV配電網絡是農村重要的公用基礎設施，它直接關系到農村的正常生產和農民日常生活的需要。因此及時有效地應用新技術、新設備準確判斷、查找、處理農電10kv配電線路中最常見的單線接地故障，縮短停電時間，及時恢復供電就尤為關鍵。在實際運行中，經常發生單相接地故障，特別是在雨季、大風和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發生，占整個配電線路故障率的70%以上，嚴重影響了變電設備和配電網的安全、經濟運行，影響農業生產，對農民的生命和財產造成嚴重的威脅。

2 單相接地故障的原因

單相接地故障可分為：線路瞬時性接地故障和線路永久性接地故障兩種。

2.1 線路瞬時性單相接地故障的原因有：

（1）人為外拋物或竹木碰觸導線引起單相接地；(2)線路絕緣子臟污，在陰雨天或有霧濕度高的天氣，出現對地閃絡，一般在天氣轉好或大雨過后即消失。

2.2 線路永久性單相接地故障的原因有：

（1）外力破壞（洪水、臺風侵襲，人為破壞，汽車撞擊）；⑵線路開關因絕緣老化擊穿引起；⑶線路避雷器爆炸引起，多發生在雷雨季節；⑷直擊雷導致線路絕緣子炸裂，多發生在雷雨季節；⑸由于線路絕緣子老化或存在缺陷擊穿引起；⑹配變避雷器單相擊穿引起，多發生在雷雨季節；⑺遇大風時，竹木被吹倒碰觸導線引起接地；⑻線路單相斷線碰觸接地部分；⑼導線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔或地上；⑽導線風偏過大，與建筑物距離過近；⑾配電變壓器高壓引下線斷線；⑿配電變壓器繞組單相絕緣擊穿或接地；⒀同桿架設導線上層橫擔的拉帶一端脫落，搭在下排導線上；⒁鳥害；⒂飄浮物（如塑料布、樹枝等）。

在以上諸多種原因中，導線斷線、絕緣子擊穿和樹木短接是發生配電線路單相接地故障最主要的原因，占總故障的80%以上。

3 單相接地故障檢測

由于某種原因導致10kV配電線路發生單相接地故障后，通過變電站10kV母線上運行的電壓互感器，10kV母線絕緣監察裝置檢測到接地故障并發出接地信號，提示值班員進行處理。經過選線、檢測三相對地電壓，最終確定發生單相接地故障的相別和線路名稱，停運該配電線路（規程規定單相接地故障線路可以運行2小時，但單相接地故障線路繼續運行可能導致單相接地故障擴大成其它事故，一般情況下應對單相接地故障線路停運）并向上級調度匯報，由配電線路的運行維護人員處理故障。

4 預防和處理辦法

4.1 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生：

對配電線路定期進行巡視，主要是巡查導線與樹木、建筑物的距離，電桿頂端是否有鳥窩，導線在絕緣子中的綁扎或固定是否松動或脫落，絕緣子固定螺栓、橫擔和拉帶螺栓是否松脫，拉線是否斷裂或破股，導線弧垂是否過大或過小等；對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備定期進行絕緣測試，不合格的及時更換；對配電變壓器定期進行試驗，對不合格的配電變電壓器進行維修或更換；加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時間，快速查找故障點；使用高一電壓等級的絕緣子，提高配電網絕緣強度。

4.2 發生單相接地故障后的處理辦法

當配電線路發生單相接地后，在做好安全措施保障后，運行維護單位應按生產調度指令立即組織人員巡視線路，查找故障點，在查找過程中可以采取分片、分段、分支、分設備的“排除法”，通過絕緣搖表檢測、蹬桿檢查等辦法相結合，盡快找到故障點消除。

如果上述辦法未查找到故障點，應進行絕緣搖測確認線路絕緣符合規定后，請求調度對故障線路試送電一次，如成功，則可能是其他不明偶然原因造成，不成功，則用“排除法”繼續查找，直到查找到并消除故障為止。線路故障的發現除依靠運行維護人員查找外，也有一些故障信息是來自于廣大群眾的積極舉報，在指揮巡查和處理故障的過程中，要與電力搶修服務臺聯系，收集一切有用的故障信息，采用詢問當地居民等方法綜合判定。

5 應用新技術新設備

5.1 小電流接地自動選線裝置

在變電所加裝小電流接地自動選線裝置，此裝置能夠自動、準確和快速地選擇發生單相接地故障線路，與傳統人工選線方法相比，減少不必要的停電，提高供電可靠性，防止故障擴大。目前，農村電網已有部分變電站加裝了這套裝置，取得了良好效果。在實際應用中，應與變電站各配出線間隔上的零序電流互感器配合使用，才能發揮小電流接地自動選線裝置的作用。

5.2 單相接地故障檢測系統

在變電所的出線出口處加裝信號源，在配電線路始端、中部和各分支處導線上加裝單相接地故障指示器，指示故障區段。配電線路發生單相接地故障后，根據指示器的顏色變化可快速確定故障范圍，快速準確地查到故障點。實踐證明單相接地故障檢測系統能夠快速查找故障點，減少停電時間，提高供電可靠性，增加供電量，經濟效益明顯。

5.3 金屬氧化物避雷器

在配電線路和變臺上采用金屬氧化物避雷代替FS-10閥型避雷器，放電效果好，可以耐多重雷擊，絕緣擊穿率低，運行穩定。

5.4 直流漏電流傳感器檢測法

它是“排除法”與直流漏電流傳感器檢測裝置配合使用的檢測法，它較絕緣搖表優越，因用絕緣搖表法檢測線路時，需將檢測點的分支跳線（或耐張跳線）拆除，且絕緣搖表在直線桿（非耐張桿）上不能直接檢測（因不能在此將導線分斷），而直流漏電流傳感器檢測法是針對絕緣搖表法的這一缺陷（不足）而設計的，它能在線路的任何一點，在不切斷線路的情況下，迅速判斷出接地故障點相對于檢測點的方向，其構造原理如下：

5.4.1 構造組成

直流漏電流傳感器檢測裝置由兩大部分組成：①直流高壓發生器，重7kg（包括電池）；②檢測器，重2kg（包括所有測量用導線）。整套裝置總重9kg，適合于山地隨身攜帶，其中，直流高壓發生器可由12V摩托車電池供電，它將產生2500V直流開路電壓，最大短路電流30mA；檢測器主要由電壓輸出型的±10mA直流漏電流傳感器構成，電流輸入方式為穿孔式（輸入與輸出間沒有直接電的聯系），一、二次回路間能耐受3000V的高壓5min，其輸出電壓為0±5V，且輸出與輸入電流間成線性關系。

5.4.2 工作原理

大家都知道，90%的線路單相接地故障都發生在雷雨天氣，其接地電阻一般不大于0.5MΩ，如在線路與大地間接入由直流高壓發生器產生的2500V的直流高壓，則在大地-信號發生器直流高壓接入點-被測線路-線路接地點-大地的回路中將有一不小于5mA、不大于30mA的直流電流通過，據此，只要在被測線路中并聯1小段電阻較小的導線，將被測線路中的直流電流分流，作為直流漏電流傳感器的輸入電流，則直流漏電流傳感器的輸出電壓必將隨著輸入電流的大小及方向而變化，從而測定出被測線路段電流的大小及流向，進而判斷出線路接地點相對于被測點（直流高壓發生器的直流高壓接入點）的方向。

此種檢測法目前已試驗成功，由于這種檢測法經濟實用，使用方便，相信不久的將來將得到推廣和應用。

[1]鄭紅平，孫玉坤，任明煒.基于TSC的農網無功檢測新方法的研究[J].中國農村水利水電，2006-02-15.