10kv配電線路接地故障原因及有效預防措施

雷國威

摘 要：當今時代，電的應用在人類的生活、工作以及社會發(fā)展等方面都起到了重要的作用。由于實際環(huán)境中載荷的變化、設備的老化以及天氣等多種因素，10kv配電線路的故障率較高，這就使在城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居住的用戶收到較大的影響，并且其故障帶來的潛在危險也是令人畏懼的。因此，構建完整且安全的輸電網(wǎng)絡是人們所迫切需要的。文章主要研究10kv配電線路中頻發(fā)的單相接地故障，針對其發(fā)生的原因和處理的方法以及采用新的技術設備預防、控制單相接地故障的相關措施進行深入的探討研究。

關鍵詞：10kv配電線路；故障原因；預防措施

1 關于10kv配電線路單相接地故障

1.1 單相接地的描述

配電線路中某相的導線喪失了對地絕緣的能力，因此該相導線的電流經(jīng)過接地處流入到大地中，進而造成了單相接地的故障，這在電氣故障中出現(xiàn)較多的故障之一，該故障會破壞三相系統(tǒng)的平衡，導致電壓的急劇升高，進而引起電壓的諧振以及破壞非故障相的絕緣性能。

1.2 造成10kv配電線路接地故障的原因

首先，自然災害方面的因素。一般是雷擊的原因，10kv配電線路是一種架空的線路，在雷雨頻發(fā)的季節(jié)，其在空曠環(huán)境中比較容易受到雷擊，遭受雷擊后的配電線路會有絕緣處被擊穿和斷線以及避雷器燒毀等現(xiàn)象；樹木的原因，現(xiàn)在城市等的綠化工程等建設導致樹木枝繁葉茂，在風雨天氣時，樹枝會造成配電線路的斷裂等現(xiàn)象；還有動物的原因，某些飛禽經(jīng)常在電線上停落造成線路的破壞，還有貓鼠等攀爬至變壓器上造成配電線路的短路；風偏大時，會與周圍的建筑物造成摩擦，破壞了線路的表面等。

其次，人為方面的因素：（1）某些不法分子為了自己私欲，實施電纜的盜竊，嚴重的造成了倒塔等事故的發(fā)生，這造成的危害非常大，并且其涉及也非常廣。（2）有的用戶在銷戶以后，為了減少拆除等費用，會偷偷的把變壓器私自的拆除，這就會使殘留的高壓線頭暴露在空中，不僅給供電企業(yè)帶來了極大損耗，還造成安全的隱患問題。（3）如今交通比較繁忙，有不少的違規(guī)行駛的車輛撞到電線桿，這就會是線路中的某些部位松掉，使固定的鋼架結構遭到破壞。

最后，管理疏漏的因素。在建設配電線路時，某些的配電設備的質(zhì)量比較劣質(zhì)，例如，絕緣子的破裂和避雷針的脫落以及變壓器的故障等問題，相關的管理者不能及時的進行相關設配的檢查，最終導致了配電線路停電事故。還有一些配備長時間的不維修更換以及風吹日曬，使其產(chǎn)生瓷化的現(xiàn)象，這就會導致保險的熔斷現(xiàn)象，由于管理者的檢查管理的不到位，不能及時發(fā)現(xiàn)線路中的缺陷，導致設備故障的產(chǎn)生，最終產(chǎn)生了嚴重的后果。

1.3 關于10kv配電線路單相接地故障的危害及影響

1.3.1 對變、配電設備造成的危害。10kv配電線路單相接地故障發(fā)生以后，變電站中的母線電壓感應裝置會測到存在零序的電流，進而導致電壓感應裝置內(nèi)的鐵芯產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，使得勵磁電流量增大，倘若較長時間如此的工作運行，會將電壓感應裝置燒毀，造成配電設備的損壞以及大面積停電等事故；故障發(fā)生以后，有機率會造成間歇性弧光接地現(xiàn)象，產(chǎn)生諧振過電壓，其高于正常的電壓，產(chǎn)生的過電壓會將絕緣子擊穿并造成配電線路短路，同時發(fā)生電氣的火災。

1.3.2 對配電線路網(wǎng)絡的危害。發(fā)生單相接地的故障后，會使區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)絡系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)得到破壞，造成區(qū)域范圍性的停電，可能會造成各種各樣的事故。

1.3.3 對配電線路供電可靠性及供電量的影響。首先，出現(xiàn)線路的故障就需要人工的選線工作，對相關的配電線路要中斷供電，進而會影響到供電系統(tǒng)的可靠性；其次，在停運發(fā)生故障的配電線路并尋查故障發(fā)生位置以及故障消除的過程中，無法保證用戶的正常用電，再加上天氣等不確定因素的影響，可能會造成較長時間和較大面積區(qū)域的停電現(xiàn)象，這就對配電線路的供電可靠性造成較大影響；還有，在進行配電線路的整修時，會降低供電量。根據(jù)相關的統(tǒng)計表明，因為配電線路單相接地故障的發(fā)生，每年會減少供電量達十幾萬度，這不僅影響了供電企業(yè)所要完成的供電量指標，還會極大地減少企業(yè)的經(jīng)濟效益等。

2 對單相接地故障的預防以及控制措施

針對10kv配電線路單相接地故障的情況，我們可采取以下的方法進行預防，進而降低單相接地故障的發(fā)生率。

2.1 加強線路巡視檢查與試驗的力度

主要檢查電線與樹木、建筑物的距離是否安全，電桿是否有鳥窩等雜物，導線是否脫落、松動等故障；對10kv配電線路中的變壓器和絕緣子以及避雷裝置等進行定期的測試，做到及時的維修及替換。

2.2 安裝相應的支路熔斷器

通過安裝相應的支路熔斷器，可以縮小接地故障發(fā)生的范圍，減少故障帶來的停電區(qū)域的面積以及停電整修的時間；使用耐電壓等級更高的絕緣子，進而提升配電網(wǎng)絡的絕緣強度；在變電站的出線處安裝信號源，在配電線路中安裝單相接地故障的指示器，并且能更加快速的找到故障點的位置。

2.3 借助消弧線圈

自動調(diào)諧接地選線裝置的消弧線圈，使接地選線裝置實時并準確的進行對地電容變化的跟蹤，進而可以快速有效的解除配電線路單相接地故障。

下面介紹一下消弧線圈的工作原理：

由圖1知：電流I和電容性電流IC以及電感性電流IL組成了接地弧道，消弧線圈中流經(jīng)接地弧道的IL可以抵消流入該處的IC，因而使接地的電流極大程度的降低。這就可以使接地電弧能夠自動的操作熄滅的工作，進而降低了單相接地造成的兩相短路的機率。如圖2所示，人為的構造了系統(tǒng)的中性點并接入了消弧線圈，即在10kv配電線路的母線上接三相變壓器（即接地變），接地裝置同電壓互感器以及零序電流感應設備等進行配合的使用，不僅能及時、準確的找到單相接地故障發(fā)生的線路，還能減少停電的時間，提高了配電線路的供電可靠性，防止了故障的進一步擴大。

圖1 消弧線圈的工作原理 圖2 接地變和消弧線圈

最后，應用新技術及新的設備。（1）自動接地選線裝置能夠自動的選擇出單相接地故障的配電線路，并且時間較短，精確度高，提高供電的可靠性，進而防止單相接地故障的擴大。但是要注意該裝置與零序電流感應器的配合使用，否則的話就不能很好的發(fā)揮其本身的作用。（2）利用金屬氧化物的避雷裝置，該裝置的放電效果好，可承受嚴重的雷擊，并且結構較為簡單，運行較穩(wěn)定而且還能降低過電壓。（3）配電線路中單相接地故障的檢測系統(tǒng)。安裝單相接地故障的指示器，來指示相關故障的區(qū)段。配電線路單相接地故障發(fā)生后，可以根據(jù)故障指示器顏色的變化可以迅速的確定故障位置的范圍，并能準確的找到故障位置。

3 結束語

10kv配電線路接地故障的發(fā)生，不僅給供電企業(yè)帶來巨大的影響、損失，還影響到人們的正常生活與工作等。經(jīng)過上述的一些列的故障原因和預防措施及處理方法等，要確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全性，需要相關技術水平的提升，還要有相關的制度來監(jiān)督，并融會貫通相關的專業(yè)知識來解決配電線路接地故障的問題，進而減小配電線路接地故障對人身以及裝置設備等造成的危害，進一步保障配電線路的安全可靠性、經(jīng)濟性以及運行的穩(wěn)定性。

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