芻議10kV配電線路接地故障原因分析及預防措施

朱鳳鳴

（廣東電網公司茂港供電局，廣東 茂名 525029）

隨著城市的發展和經濟的加快，在城鎮及農村的電網改造工程的實施中，10 kV配電線路迅速增加。供電方式主要為中性點不接地的“三相三線”。10 kV配電線路在實際運行中，經常發生單相接地故障。特別是在雨季、大風等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發生，嚴重影響了變電設備和配電網的安全、經濟運行。

1 單相接地故障的原因

1.1 單相接地故障檢測

當線路因某種原因導致10 kV配電線路發生單相接地故障后，工作人員通過變電站10 kV母線上運行的電壓互感器和10 kV母線絕緣監察裝置等檢測到接地故障并發出接地信號，提示調度值班員進行處理，經過選線及分析，最終會確定發生單相接地故障的相別和配電線路，同時匯報上級調度，通知配電線路的運行維護人員查找處理故障。

1.2 單相接地故障發生的原因

10 kV配電線路在實際運行中，通過歸納和總結，發生單相接地故障主要有以下幾種原因：導線接頭斷線落地或搭在橫擔上；導線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔或地上；導線風偏過大與建筑物距離過小；拉線被盜后，落在導線上；配電變壓器高壓接頭引下線斷線；配電變壓器臺上的10 kV避雷器或10 kV熔斷器絕緣擊穿；配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；絕緣子擊穿；線路上的分支熔斷器絕緣擊穿；同桿架設導線上層橫擔的拉帶一端脫落，搭在下排導線上；線路落雷，絕緣子污閃或被擊穿；樹木短接；鳥害；其他異物（如塑料布、鐵絲、樹枝等）等落在導線上；其他偶然或不明原因。

在以上諸多原因中，導線斷線、異物搭接、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，對近年來單相接地故障原因統計，上述4種原因占總故障原因的85%以上。

導線斷線主要表現在以下方面：一是在導線接頭處，接觸不良，發熱燒斷；二是導線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔或地上；另外就是導線經過其他施工地段，特別是放炮的地段時，容易引起的斷線。異物搭接是指其他物體在大風等條件下，搭落在導線上。絕緣子擊穿主要是指絕緣子的污閃及雷擊。而樹木短接表現在樹木直接穿過裸線及樹枝落在線路上。

2 單相接地故障的危害和影響

2.1 對變電設備的危害

10 kV配電線路發生單相接地故障后，變電站10 kV母線上的電壓互感器檢測到零序電流，在開口三角形上產生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵磁電流增加，如果長時間運行，將燒毀電壓互感器。在實際運行中，近年來，已發生過變電站電壓互感器燒毀情況，造成設備損壞、大面積停電事故。

單相接地故障發生后，也可能產生諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變電設備的絕緣，嚴重者使變電設備絕緣擊穿，造成更大事故。

2.2 對配電設備的危害

單相接地故障發生后，可能發生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的過電壓，過電壓將進一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿，造成嚴重的短路事故，同時可能燒毀部分配電變壓器，使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，也可能發生電氣火災。

2.3 對區域電網的危害

比較嚴重的單相接地故障，可能破壞區域電網系統穩定，使較大范圍地域停電，造成更大事故。

2.4 對人畜危害

對于導線落地這一類單相接地故障，如果接地配電線路未停運，對行人和線路巡視人員（特別是夜間），可能發生人身觸電傷亡事故，也可能發生牲畜觸電傷亡事故。

2.5 對供電可靠性的影響

發生單相接地故障后：①要進行人工選線，對未發生單相接地故障的配電線路要進行停電，中斷正常供電，影響供電可靠性；②發生單相接地的配電線路將停運，在查找故障點和消除故障中，不能保障用戶正常用電，特別是在莊稼生長期、大風、雨等惡劣氣候條件和林區等復雜地區以及夜間，不利于查找和消除故障，將造成長時間、大面積停電，對供電可靠性產生較大影響，使線路的維護工作量成倍增大。

2.6 對供電量的影響

發生單相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停運發生單相接地故障配電線路，從而將造成長時間、大面積停電，減少供電量。據不完全統計，每年由于配電線路發生的單相接地故障，將少供電十幾萬度，影響供電企業的供電量指標和經濟效益。

2.7 對線損的影響

發生單相接地故障時，由于配電線路接地相直接或間接對大地放電，將造成較大的電能損耗，如果按規程規定運行一段時間，將造成更大的電能損耗。

3 預防和處理辦法

3.1 預防辦法

對于配電線路單相接地故障，可采取以下幾種方法進行預防，以減少單相接地故障發生：

（1）在對配電線路進行定期巡視時，主要是看導線與樹木、建筑物的距離，是否符合規程要求；電桿頂端是否有鳥窩；導線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固；導線是否有外傷和松股；絕緣子固定螺栓是否松脫；橫擔、拉帶螺栓是否松脫；拉線是否斷裂或破股以及被盜；導線弧垂是否過大或過小等。

（2）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，重點檢查變壓器的絕緣是否良好。變壓器的高壓引下線接頭是否接觸良好。

（3）要對配電變壓器及 10 kV公用變定期進行檢查和試驗，對不合格的變壓器及時更換。

（4）在配電線路上加裝分支熔斷器和避雷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時間，預防雷害，有利于快速判斷及查找故障點。

（5）在對配電線路的檢修和維護時，要重點查看耐張桿塔導線的接頭是否發熱變形，線路上絕緣子是否雷擊。

（6）注重線路的基礎建設，合理預測未來負荷；選擇和負荷相匹配的導線截面；縮短線路的供電半徑；合理布設配變位置，降低線路的接頭發熱；實踐證明，這樣將會有效減少線路的單相接地故障的發生。

（7）在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子。提高配電網絕緣強度。實踐證明，在部分線路上經常使用防污絕緣子和玻璃絕緣子，效果很好。

3.2 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，在上級調度人員指揮下，運行維護單位應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”并與絕緣搖表、蹬桿檢查等辦法相結合，盡快找到故障點并消除。如果上述辦法未查找到故障點，可請求上級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。這是傳統的老方法，建議在線路上采用新技術、新設備，可有效減少停電時間，縮小停電范圍，減輕線路的維護工作量。

4 應用新材料、新技術、新設備

（1）在市區的城網改造中，對負荷大且重要的線路，采用絕緣導線和配套的耐張線夾，增強線路的絕緣強度：對線路易出故障的導線接頭，采用先進的穿刺線夾，不僅導線接觸良好，還可以連接大小不同的導線：采用新材料改造后的線路，幾乎不發生單相接地故障。

（2）對有條件的地區和線路，直接采用電纜鋪設。也可有效減少單相接地。

（3）采用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，此裝置能夠自動選擇出發生單相接地故障線路，時間短，準確率高，改變傳統人工選線方法，對非故障線路減少不必要的停電，提高供電可靠性，防止故障擴大。目前，已有其他城市部分變電站加裝了這套裝置，并取得了良好效果。在實際應用中，應注意此裝置與各配出線間隔上的零序電流互感器配合使用，否則不能發揮任何作用。

（4）單相接地故障檢測系統。在變電所的配出線出口處加裝信號源，在配電線路始端、中部和各分支處三相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，快速查到故障點。目前這一檢測系統已在其他局應用，能夠快速查找故障點，節省時間，提高供電可靠性，增加供電量，取得了較好效果。

5 結束語

總之，在10 kV配網管理運行中，只有認真地做好配網運行事故的原因分析，采取可靠的預防措施才能更好地保證電網安全、穩定的運行。

1 曹杰.農村10 kV配電網故障原因分析及預防措施[J].大眾用電，2007（07）

3 芮靜康.常見電氣故障的診斷與維修[M].北京：機械工業出版社，2007