淺談10kv系統單相接地故障的處理方法

李成武

【摘 要】在電力系統中，單相接地故障是最為常見的故障。而10kv系統中通常使用的主要運行方式是小電流接地系統和小電阻接地系統。因此為了保證供電的平衡和安全，迅速準確地判斷出單相接地故障并解決是非常重要的。本文主要就單相接地故障的特征、原因和危害，提出相應的處理辦法。意在給變電站運行人員和檢修人員提供建議，以便盡快處理解決單相接地的故障問題，確保電網的安全和可靠運行。

【關鍵詞】單相接地 原因 解決措施

在日常生活中經常發生單相接地問題，雖然發生此問題時短時間內不會影響用戶使用，但是只是維持一到兩個小時，過后也會導致停電問題。并且在故障時期由于非故障相對地電壓升高，電氣設備將會發熱且易老化，對電氣設備也構成了威脅。因此解決接地故障問題是非常重要的。接下來筆者將從故障特性出發，分析原因和危害并提出可行的解決方法。

1 單相接地故障特性

為了能在故障發生時能及時處理并保證電路的順利通行，了解單相接地故障的特性是非常重要的。通常情況下，當10kv配電系統發生單相接地故障時，變電站絕緣監察裝置的警鈴將會報警，母線接地也會出現光字牌燈亮，這是比較明顯的特征。而我們使用的監察電壓表也會給出相應特征，當發生故障時，接低電壓的相電壓會降低或者直接為零，那么兩相電壓便大于相電壓或者直接為線電壓。此時的電壓表便會區別于正常時的穩定而來回擺動。同樣對于電壓互感器的側高壓線若出現一相斷線，此時故障相壓的指示不為零，但互感器開口三角處電壓仍會達到一定的電壓值，此時將啟動繼電器并發出接地信號。而當發生弧光接地時產生過電壓，非故障相電壓將會很高，電壓表指針可能偏轉至表頭，最后可能燒壞電壓互感器。如果電路中存在容性和感性參數的元件，或者是帶有鐵芯的鐵磁電感元件等也可以作為故障發生時的依據，如發生故障時，易使這些元件的參數組合不匹配進而引起鐵磁諧振，最后也發出了接地信號。故了解故障特征易于判斷真假接地現象。也可以解決一些因為空載母線導致虛假接地現象問題，從而為工作人員減輕負擔并保證工作的正常進行。

2單相接地故障的原因和危害

2.1單相接地故障的原因

出現單相接地故障的原因有很多，其中有包括鳥類在內的很多客觀原因。例如當導線與建筑物距離過近時，遇到惡劣天氣導線風力過大易于與建筑物接觸而發生接地事件。類似還有很多，如導線斷線落地或搭在橫擔上，甚至是樹木通道不暢，導致樹接觸導線等都會引起接地故障。而自身方面導線在絕緣子中綁扎或固定不牢導致脫落到橫擔或地上也可引起故障。同時配電變壓器高壓單相和變壓器臺上的避雷器、熔斷器等也可發生絕緣擊穿或接地從而引起接地故障。更有甚者同桿架導線上層橫擔的拉帶一端脫落搭在下排導線上也可引起接地。總之引起接地故障原因有很多，因此在電路設計時應保持四周范圍不應有其他雜物干擾。

2.2單相接地故障的危害

單相接地障礙具有很多危害。出現故障的地方會產生電弧，燒壞相應的設備特別是變電和配電設備，變電設備危害表現在電路發生單相接地故障時，母線上電壓互感器檢測到零序電流，產生零序電壓導致電壓互感器鐵芯飽和，引起勵磁電流增加。如果長時間運行將會燒毀電壓互感器。同時出現故障的地方產生間歇性電弧，在一定條件下就會產生諧振過電壓，危及變電設備的絕緣，嚴重時使變電設備絕緣擊穿，造成重大事故。而對于配電設備故障發生后產生的諧振電壓將使線路上的絕緣子絕緣擊穿，造成相間短路障礙，同時燒毀部分變壓器。而嚴重的單相接地故障，可能破壞區域電網系統穩定，造成更大事故。而當故障發生后，為了查找故障點并消除，單相接地的配電線路將停運而未發生單相接地故障的配電線路也將進行停電。這將導致大面積停電，對供電的可靠性產生巨大影響。而每年由于故障原因將少供電十幾萬千瓦時，影響供電企業的供電量指標和經濟效益。同時出現故障時，由于配電線路接地直接或間接對大地放電也會造成較大的電能損耗，而且不管出現故障的線路落于地面還是懸于空中都容易發生點擊事故，對人畜的安全造成威脅。

3單相接地故障的處理辦法

工作人員最初對10kV單相接地故障進行處理的選線方法主要采用絕緣監督裝置，就是通過三相五柱式的電壓互感器來對單相接地障礙發出警報，然后通過逐條逐條的線路接線監視來判斷障礙線路的所在。這種防范雖然具有高度的正確性，接線簡單、投資也比較小，同時維護和操作也都比較方便。但是速度很慢，延長修復時間會對非故障線路的連續供電造成影響，缺乏供電可靠性。而目前針對尋找故障所在有了很好的方法，由于小電流系統中出現單相接地狀況時，出現故障線路上電流是沒有出現故障線路的零序電流總和。排除誤差影響后，根據電流排序，再利用相對概念可判斷出是電流與電壓之間的線路出現故障還是母線。而在修復方面，可采用將組合式過電壓保護器更換為氧化鋅避雷器。考慮眾多因素和組合式電壓保護器存在設計缺陷問題，將保護器換成更成熟、可靠的戶內型無間隙氧化鋅避雷器。同時定期對保護器進行檢查和更換，保證運行工作的順利進行。針對線路避雷器，可將其換成跌落式避雷器，解決因避雷器損壞而引發系統單相接地故障問題。目前隨著10kv 線路的延伸及負荷增長，線路上加裝的斷路器越來越多，其電磁環境較變電站惡劣，易發生事故，但對這類設備的過電壓防護重視較少。因此，應加強線路避雷器的使用，以降低危害的發生。同時應當完善線路的管理制度，定期對線路進行檢查和測定。對變電和配電設備進行維修、檢查、測定，保證電網的安全。提高職工的素質培養和工作技巧，從自身做起，嚴格要求、認真工作，為線路安全管理提出可行的建議。

4結語

隨著現代各領域的發展，用電的負荷量也越來越大，電線線路也逐年加長，電纜線路也越來越多，各電路的電容量也逐年增大。10kv系統單相接地故障問題雖小，但卻關系著千萬用戶的用電權益。而經常發生的單相接地故障，嚴重影響了變電設備和配電網的安全和經濟運行。因此對10k V單相接地障礙的具體診斷方法以及處理方法的探討具有非常重要的實踐意義。同樣為了電網的安全運行，當發生故障時也應立即組織人員巡視線路，查找故障點，分析現象找出原因直至消除故障為止。

參考文獻：

[1]黃慧妍.10kV小電阻接地系統的故障分析及處理辦法[J].大眾科技，2012.

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