試析農(nóng)網(wǎng)10KV配電線(xiàn)路的接地故障與防范對(duì)策

曾希萍

(四川廣安愛(ài)眾股份有限公司，四川 廣安 638000)

隨著農(nóng)村近年來(lái)電網(wǎng)改造工程的實(shí)施，10kV配電線(xiàn)路采用了絕緣導(dǎo)線(xiàn)或?qū)⒓冧X線(xiàn)改為帶鋼芯的鋁絞線(xiàn)、更改增高了砼桿、更新了避雷器，加強(qiáng)了配電線(xiàn)路的絕緣水平，降低配電線(xiàn)路的跳閘率，提高供電的可靠性，減少線(xiàn)路的損耗，但在實(shí)際工作中特別是在雷雨雪季節(jié)和大風(fēng)等天氣惡劣的條件下還是會(huì)發(fā)生接地故障，以單相接地故障較多，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生命和財(cái)產(chǎn)都造成了極大的威脅。現(xiàn)針對(duì)10kV配電線(xiàn)路頻繁發(fā)生單相接地故障的原因和預(yù)防以及故障發(fā)生后的處理辦法進(jìn)行分析。

一、單相接地故障的危害

單相接地故障的危害通常有對(duì)變配電設(shè)備的危害、對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的危害、對(duì)人畜的危害，造成供電可靠性的降低、供電量的減少以及線(xiàn)損的增加。

10kV電力系統(tǒng)通常采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然接地相電壓為零，非故障兩相的對(duì)地電壓升高為倍相電壓，但是網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)電壓大小和相位差仍然維持不變，從而使接在線(xiàn)電壓上的受電設(shè)備的工作并不因?yàn)槟骋幌嘟拥囟艿狡茐模室话阍试S繼續(xù)運(yùn)行至多不超過(guò)兩小時(shí)。但是，不允許長(zhǎng)期運(yùn)行，因?yàn)橐皇情L(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)可能引起未故障相絕緣薄弱地方損壞而導(dǎo)致相間短路甚至三相短路，二是接地電流在故障點(diǎn)會(huì)形成穩(wěn)定性或間歇性的電弧，穩(wěn)定性電弧可能燒壞設(shè)備或引起兩相甚至三相短路，周期性熄滅和重燃的間歇電弧通過(guò)電網(wǎng)的電感和電容形成一個(gè)振蕩回路，導(dǎo)致相與地之間產(chǎn)生可能高達(dá)2.5～3倍相電壓峰值的過(guò)電壓，危害到變電設(shè)備的絕緣，后果嚴(yán)重的將導(dǎo)致短路事故的發(fā)生，使得在線(xiàn)路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿或燒毀，并且燒毀其中部分配電變壓器，甚至發(fā)生電氣火災(zāi)。單相接地故障未能及時(shí)得到排除，可能影響到區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成更大事故。如果接地配電線(xiàn)路沒(méi)有停止運(yùn)行，就可能會(huì)造成行人特別是夜間巡視人員觸電傷亡事故的發(fā)生。

發(fā)生單相接地故障時(shí)，采取人工選線(xiàn)方式排查故障，將會(huì)對(duì)沒(méi)有發(fā)生故障的配電線(xiàn)路進(jìn)行停電，中斷正常供電或長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)配電線(xiàn)路。特別是在莊稼的生長(zhǎng)期、雷雨或地形比較復(fù)雜的情況下查找和消除故障的過(guò)程中，無(wú)法保證用戶(hù)的正常用電，將造成長(zhǎng)時(shí)間大面積的停電，對(duì)供電的可靠性產(chǎn)生了較大的影響。由于配電線(xiàn)路接地相直接或者是間接的對(duì)大地釋放電量，會(huì)造成電能的損耗。

二、單相接地故障的原因

農(nóng)網(wǎng)10kV配電線(xiàn)路單相接地故障有線(xiàn)路瞬時(shí)性接地故障和永久性接地故障兩大類(lèi)型。

線(xiàn)路瞬時(shí)性接地故障的原因主要有：1、人為拋擲的物體或者是樹(shù)竹碰撞導(dǎo)線(xiàn)；2、線(xiàn)路絕緣子臟污，在雷雨天或者有霧濕度較大的天氣,由它們引起出現(xiàn)的閃絡(luò)，通常都會(huì)在天氣轉(zhuǎn)好或者大雨后消失。

線(xiàn)路永久性接地故障的原因主要有：1、在雷雨季節(jié)多發(fā)生線(xiàn)路避雷器爆炸；2、在雷雨季節(jié)經(jīng)常發(fā)生直擊雷導(dǎo)致線(xiàn)路的絕緣子炸裂或斷線(xiàn)；3、在雷雨季節(jié)多發(fā)生配電變壓器避雷器單相擊穿；4、遭遇大風(fēng)時(shí)，樹(shù)竹吹倒碰撞導(dǎo)線(xiàn)引起的接地；5、線(xiàn)路開(kāi)關(guān)絕緣體的老化擊穿；6、線(xiàn)路絕緣子老化或者是由于擊穿引起的缺陷；7、線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)老化斷線(xiàn)引起接地；8、在絕緣子中綁扎或者固定不牢固的導(dǎo)線(xiàn)脫落到地上；9、導(dǎo)線(xiàn)與建筑物距離近，導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏過(guò)大易造成導(dǎo)線(xiàn)接地；10、配電變壓器高壓引下線(xiàn)斷線(xiàn)；11、配電變壓器繞組單相絕緣擊穿或者是接地；12、同桿架設(shè)導(dǎo)線(xiàn)上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落，搭在下排導(dǎo)線(xiàn)上；13、外力的破壞,比如人為拋擲的物體或放風(fēng)箏、人為破壞和汽車(chē)撞擊；14、漂浮物，比如塑料袋及樹(shù)枝；15、由鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物引起的短路接地。在上述多種造成接地故障的原因中，雷擊引起的導(dǎo)線(xiàn)斷裂、絕緣擊穿和樹(shù)竹短接是發(fā)生配電線(xiàn)路接地故障的主要原因，占總故障的80%以上。綜合歸納起來(lái)就是自然氣象因素、設(shè)備因素、外力破壞是造成接地故障的主要直接原因。

三、預(yù)防和處理單相接地故障的措施

針對(duì)上述引起10kV配電線(xiàn)路單相接地故障的主要直接原因，在實(shí)際工作中必須采取切實(shí)可行的技術(shù)措施和預(yù)防與處理辦法。電力企業(yè)不但要加強(qiáng)變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的可靠投入和使用管理，還要采取加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)入網(wǎng)設(shè)備監(jiān)督管理、加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)工程的驗(yàn)收、加強(qiáng)線(xiàn)路設(shè)備巡視檢查和試驗(yàn)、強(qiáng)化安全警示標(biāo)志張貼及媒體宣傳、對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行技術(shù)改造并配合新技術(shù)新材料新設(shè)備的應(yīng)用等幾種方法進(jìn)行預(yù)防，以減少接地故障的發(fā)生。

1、確保變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的可靠投入和使用。電力企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化情況適時(shí)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、調(diào)整或校驗(yàn)繼電保護(hù)整定值，檢查繼電器及自動(dòng)裝置的良好狀況，確保故障情況下繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確、迅速、靈敏、可靠地動(dòng)作，指令斷開(kāi)故障線(xiàn)路斷路器并發(fā)出故障信號(hào)（音響信號(hào)及燈光信號(hào)）或只發(fā)出單相接地故障信號(hào)而不斷開(kāi)斷路器。若繼電保護(hù)裝置指令斷開(kāi)故障線(xiàn)路斷路器后，啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)合上該線(xiàn)路斷路器成功的則為瞬時(shí)性相間或三相短路接地故障，線(xiàn)路恢復(fù)正常運(yùn)行，這樣就減少了停電時(shí)間，確保了供電可靠性。若繼電保護(hù)裝置指令斷開(kāi)故障線(xiàn)路斷路器后，啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置重合該線(xiàn)路斷路器不成功的則為永久性相間或三相短路接地故障，線(xiàn)路處于停電狀態(tài)，明確該線(xiàn)路需要將故障排除后才能重新投入運(yùn)行，恢復(fù)正常供電。只發(fā)出單相接地故障信號(hào)而不斷開(kāi)斷路器時(shí),接地信號(hào)能立即恢復(fù)的則是瞬時(shí)性單相接地故障，線(xiàn)路仍然正常運(yùn)行；接地信號(hào)不能立即恢復(fù)的則是永久性單相接地故障，需要在兩小時(shí)內(nèi)將故障排除，否則應(yīng)將線(xiàn)路停運(yùn)，待故障徹底清除后再重新投入運(yùn)行，恢復(fù)正常供電。這是電力企業(yè)保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、迅速查出故障線(xiàn)路及故障性質(zhì)、縮小停電范圍和時(shí)間、保證供電可靠性的重要和必須的技術(shù)措施。

2、加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)入網(wǎng)設(shè)備監(jiān)督管理，落實(shí)設(shè)備準(zhǔn)入制度。新入網(wǎng)用戶(hù)用電設(shè)備必須質(zhì)量合格，容量不得大于用電申請(qǐng)容量，用電性質(zhì)與申請(qǐng)一致；大電力用戶(hù)用電容量增加過(guò)大，必須申請(qǐng)變更用電容量；經(jīng)常向用戶(hù)宣傳使用合格電器設(shè)備，對(duì)陳舊老化的用電設(shè)備及時(shí)維修或更換，保證人身、設(shè)備及電網(wǎng)安全。

3、加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)工程質(zhì)量管理，嚴(yán)格把好工程竣工驗(yàn)收關(guān)，做到合格搭火。

4、加強(qiáng)巡視檢查和試驗(yàn)。（1）定期對(duì)配電線(xiàn)路進(jìn)行巡視檢查。巡視檢查內(nèi)容主要有：導(dǎo)線(xiàn)與樹(shù)竹、建筑物、公路、民房等之間的水平及垂直安全距離是否達(dá)到規(guī)程要求；電桿頂部是否有鳥(niǎo)窩；導(dǎo)線(xiàn)在絕緣子中的綁扎及固定是否有松動(dòng)或是脫離；導(dǎo)線(xiàn)是否有傷痕或斷股或絞纏現(xiàn)象；固定在絕緣子上的螺栓、橫擔(dān)等是否有松動(dòng)；導(dǎo)線(xiàn)弧垂是否存在過(guò)大或者是過(guò)小；拉線(xiàn)是否存在斷裂或破壞等。及時(shí)上報(bào)處理發(fā)現(xiàn)的隱患和缺陷，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。（2）及時(shí)測(cè)試在線(xiàn)路上的絕緣子、熔斷器、斷路器、避雷器等設(shè)施，對(duì)損壞及不合格的及時(shí)更換。（3）定期對(duì)配電變壓器試驗(yàn)檢查，對(duì)不合格的進(jìn)行及時(shí)維修與更換。

5、加強(qiáng)安全警示標(biāo)志、標(biāo)語(yǔ)的懸掛和張貼，加強(qiáng)媒體宣傳。（1）在易遭受車(chē)輛刮擦、撞擊的路段安裝反光貼或限高限寬發(fā)光條等。此措施有效提醒了司機(jī)的注意，降低了事故的發(fā)生，取得了較好的效果，適合大面積推廣。（2）懸掛“高壓有電，禁止放風(fēng)箏”、“高壓線(xiàn)路下禁止釣魚(yú)”等安全警示標(biāo)語(yǔ)。（3）充分利用電視、廣播媒體等傳播形式，宣傳安全用電常識(shí)，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)群眾護(hù)線(xiàn)組織作用，做好保護(hù)電力設(shè)施的宣傳，嚴(yán)厲打擊破壞、盜竊電力設(shè)施的不法分子。最大程度減少事故的發(fā)生。

6、對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行技術(shù)改造。（1）根據(jù)需要在線(xiàn)路上加裝分支熔斷器或斷路器，縮小故障的范圍，極大的減少停電面積及縮短停電時(shí)間，方便快速找到故障點(diǎn)。（2）提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。目前農(nóng)村低壓主線(xiàn)路普遍使用絕緣鋼芯鋁絞線(xiàn)，淘汰了以前的純鋁線(xiàn)或鋼芯鋁絞線(xiàn)。在城區(qū)10kV線(xiàn)路也多使用絕緣鋼芯鋁絞線(xiàn)或電纜線(xiàn)來(lái)達(dá)到提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度，以確保安全距離要求。還可以使用高一電壓等級(jí)的絕緣子或新型復(fù)合絕緣子。(3)在雷擊密集區(qū)，采取在配電線(xiàn)路上加裝避雷器、避雷線(xiàn)、避雷針的方式來(lái)減少雷擊引起的接地故障。（4）在導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地、對(duì)物有交叉跨越或安全距離不夠時(shí)，采用增加電桿高度、使用絕緣鋼芯鋁絞線(xiàn)或電纜線(xiàn)來(lái)解決因此引起的觸電或接地故障。譬如在經(jīng)濟(jì)林木種植地段、城區(qū)或場(chǎng)鎮(zhèn)有較高建筑物的地方、跨越鐵路公路等。

7、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的應(yīng)用。（1）單相接地故障信號(hào)裝置的加裝。在變電站配電屏出口處加裝信號(hào)源，始端、中部及各個(gè)分支處的導(dǎo)線(xiàn)上安裝指示器，指示產(chǎn)生故障區(qū)域。如若配電線(xiàn)路發(fā)生故障后，根據(jù)指示器變化顏色來(lái)快速確定故障的范圍，且快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)。實(shí)踐也證明了此檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，減少停電時(shí)間，提高供電可靠性，增加供電量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。（2）氧化鋅避雷器的推廣應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年的應(yīng)用推廣，我公司在配電線(xiàn)路和變臺(tái)上幾乎全部采用氧化鋅避雷器替代了FS-10閥型避雷器。該設(shè)備具有放電效果好、耐多重雷擊、絕緣擊穿率低、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。（3）直流漏電傳感器檢測(cè)法。配合直流漏電傳感器檢測(cè)裝置的直流檢測(cè)法也日益受到青睞。該裝置由直流高壓發(fā)生器和檢測(cè)器兩部分組成，整套裝置共重9公斤，比較適于隨身攜帶，此外，12V的摩托車(chē)電池可以為直流高壓發(fā)生器充電，能夠產(chǎn)生2500V的直流開(kāi)路電壓，在使用過(guò)程中極為方便。（4）變壓器專(zhuān)用線(xiàn)夾、新型電氣接頭的使用，也使相關(guān)電氣連接有了安全保障，減少斷線(xiàn)引起的短路或接地故障。

小結(jié)

現(xiàn)在農(nóng)網(wǎng)還仍然有單相接地故障發(fā)生，不管從哪方面講，做好用電宣傳、設(shè)施的保護(hù)及維護(hù)等措施很重要，只有未雨綢繆，防患于未然，才能讓配電網(wǎng)更安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行。

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[2]朱建宇.農(nóng)網(wǎng)lOkV配電線(xiàn)路單相接地故障分析及處理[J].學(xué)術(shù)·建設(shè)園地，2010

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