10kV配電線路接地故障分析

摘 ? ?要：配電線路接地故障屬于10kV配電線路在實際運行中非常常見的一種故障問題，種類非常多樣，比如非金屬接地、金屬接地、分支線高壓的一相開路、電網(wǎng)分支線高壓的二相開路以及鐵磁諧振問題，造成故障的因素非常復(fù)雜。本文針對10kV配電線路的單相接地故障展開分析，介紹了10kV配電線路的單相接地故障原因，然后提出相應(yīng)的措施手段。

關(guān)鍵詞：10kV;配電線路;配電網(wǎng);接地故障分析

中圖分類號：TM862 ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0071-02

前 言

電力系統(tǒng)之中的配電線路有線長、面廣以及點多等特征，并且受到地理氣候環(huán)境的影響很大，且配電線路直接面向用戶端，電力供應(yīng)情況非常復(fù)雜，而這些都間接直接地影響到了配電線路的運行安全。因為電網(wǎng)改造項目不斷落實，這就使配電線路供電方法也出現(xiàn)了非常多的變化，中性點不接地的三相三線方式取代以往兩線一地供電方法。配電線路輸電供電方法的改變，不但提高了配電線路絕緣水平，而且大幅度降低配電線路跳閘概率，其次還使得供電可靠性得到很大提升，使線路耗損降低，在電網(wǎng)運行過程中有非常重要的意義。但是在實際運行過程中，利用新型供電方法的配電線路要更加容存在現(xiàn)單相接地故障問題，特別是遭遇雨雪大風(fēng)等惡劣天氣的時候，單相接地故障會頻繁出現(xiàn)，這就嚴(yán)重影響帶了變電裝置與配電網(wǎng)的經(jīng)濟安全運行。

1 ?單相接地的故障原因

（1）對單相接地故障進行檢測時，若是10kV配電線路存在單相接地故障，我們可以利用變電站中10kV母線的電壓互感設(shè)備，10kV母線的絕緣檢測設(shè)備對接地故障進行檢測且及時發(fā)送接地信號，然后提醒值班員對其處理，通過選線之后，確定出現(xiàn)單相接地故障的對應(yīng)相別以及配電線路，將此配電線路停運處理（要求可以繼續(xù)故障運行2h，不過考慮繼續(xù)運行可能會造成單相接地故障的擴大以及引發(fā)其余事故，所以進行停運處理），上報到上級調(diào)度部門，通過配電線路維護運行人員對故障進行處理。

（2）單相接地故障的出現(xiàn)概率，現(xiàn)今農(nóng)網(wǎng)10kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障概率非常高。

（3）單相接地故障出現(xiàn)原因，在10kV配電線路實際運行過程中，經(jīng)過大量的總結(jié)歸納，出現(xiàn)單相接地故障問題主要存在下列幾種：①導(dǎo)線在斷線之后落到橫擔(dān)上。②在絕緣子中導(dǎo)線固定綁扎的不牢靠，會落到地上或者橫擔(dān)上。③風(fēng)偏較大，導(dǎo)線和建筑物之間距離太近。④配電變壓器的高壓導(dǎo)致導(dǎo)線出現(xiàn)斷線。⑤配電變壓器10kV避雷設(shè)備以及10kV熔斷設(shè)備絕緣擊穿。⑥配電變壓設(shè)備高壓繞組的單相絕緣接地或者擊穿。⑦絕緣子出現(xiàn)破裂，造成絕緣子或者接地被污染，雨霧天氣放電，絕緣電阻下降，跳線在燒斷后落到鐵擔(dān)上。⑧同桿架設(shè)導(dǎo)線的上層橫擔(dān)拉帶有一段發(fā)生脫落，落到下排的導(dǎo)線上。⑨由于線路落雷導(dǎo)致導(dǎo)線被燒斷。⑩清障工作不到位，在刮風(fēng)情況下樹枝碰到導(dǎo)線，動物行為引發(fā)，跳線導(dǎo)線由于風(fēng)偏太大對桿塔進行放電，飄浮物，比如樹枝與塑料布等等，以及其余不明或者偶然因素。

在上述諸多因素之中，樹木的短接、絕緣子的擊穿以及導(dǎo)線的斷線問題是配電線路出現(xiàn)單相接地故障的關(guān)鍵因素，對最近這些年單相接地故障因素的統(tǒng)計，以上三種因素占到接地總故障因素的80%。

2 ?單相接地故障的產(chǎn)生影響與危害

（1）對變電裝置產(chǎn)生的危害。10kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障之后，10KV母線的電壓互感設(shè)備檢測到了零序電流，開口三角形出現(xiàn)零序電壓，且電壓互感器的鐵芯處于飽和狀態(tài)，勵磁電流提高，若是運行時間過長，會將電壓互感器燒毀。實際運行過程中，最近這些年，已經(jīng)出現(xiàn)過變電站電壓互感設(shè)備的燒毀現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備壞損以及大面積的停電問題。發(fā)生單相接地故障之后，很有可能出現(xiàn)諧振過電壓，進而出現(xiàn)是正常電壓幾倍的諧振電壓，對變電裝置絕緣產(chǎn)生危害，更甚至?xí)霈F(xiàn)變電裝置絕緣擊穿問題，引發(fā)嚴(yán)重事故。

（2）對配電裝置的危害。出現(xiàn)單相接地故障之后，很可能出現(xiàn)間歇性的弧光接地，出現(xiàn)諧振過電壓問題，產(chǎn)生是正常電壓幾倍的電壓，而這種電壓會進一步引發(fā)絕緣擊穿問題，導(dǎo)致短路，與此同時還會燒毀一些配電變壓設(shè)備，使得線路的熔斷器以及避雷器燒毀、絕緣擊穿，還有可能引發(fā)電氣火災(zāi)問題。

（3）對地區(qū)電網(wǎng)的危害。單相接地故障問題如果比較嚴(yán)重，可能會破壞地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引發(fā)更大的事故意外。

（4）對人畜的危害。針對導(dǎo)線落地的單相接地故障問題，若是接地配電線路沒有及時停運，會對行人以及線路的巡視人員造成人身觸電傷亡問題，還有可能導(dǎo)致牲畜的觸電死傷問題。

（5）供電可靠性影響。出現(xiàn)單相接地故障問題之后，在一方面是人工進行選線，針對沒有出現(xiàn)單相接地故障問題的配電線路及時進行停電，將正常供電中斷，供電可靠性受到影響。而另一方面單相接地配電線路會被停運，故障尋找以及故障消除過程中，沒有確保用戶的正常用電，尤其是莊稼的生長期以及雷雨大風(fēng)天氣或者在林區(qū)、山區(qū)等復(fù)雜區(qū)域，就會不利于故障的尋找與消除，會引發(fā)大面積以及長時間地停電問題，對于供電可靠性造成非常大的影響。

（6）供電影響。出現(xiàn)單相接地故障問題之后，因為要進行故障的尋找與消除，一定要將單相接地故障問題線路停運，進而會導(dǎo)致大面積、長時間停電，供電量的減少。根據(jù)統(tǒng)計表明，每年因為配電線路單相接地故障問題，會減少幾萬千瓦時的供電量，對供電企業(yè)供電量的指標(biāo)以及經(jīng)濟效益都會產(chǎn)生很大影響。

（7）線損影響。出現(xiàn)單相接地故障問題的時候，因為配電線路接地相間接以及直接對大地進行放電，會出現(xiàn)很大的電能耗損，若是依照規(guī)程要求運行低于2h的時間，就會出現(xiàn)更大的電能耗損。

3 ?單相接地故障問題處理手段

3.1 ?預(yù)防方法

通過研究10kV配電線路單相接地故障問題原因，能夠利用下列幾種手段進行預(yù)防，把接地故障發(fā)生概率盡可能降至最低：①按時對配電線路進行檢查，主要是對導(dǎo)線與四周建筑、與樹木之間距離進行檢查，確認是否滿足規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。電桿頂部有無鳥窩存在。導(dǎo)線有無外傷存在（特別是對于工程施工區(qū)域的導(dǎo)線）。檢查導(dǎo)線弧垂是否存在過大過小問題。絕緣子導(dǎo)線是否綁扎牢固。絕緣子固定螺栓是否松動。橫擔(dān)以及拉帶螺栓是否松動，拉線是否存在斷裂以及破股問題。②按時開展絕緣測試工作，主要針對于配電線路絕緣子、避雷器以及熔斷器等設(shè)施，此外，還必須重點檢測變壓器絕緣性能的正常與否。③及時開展配電變壓器的試驗檢查工作，及時更換維修不達標(biāo)的變壓設(shè)備。④維護檢修配電線路過程中，重點檢測桿塔導(dǎo)線的接頭是否存在發(fā)熱變形問題，線路絕緣子是否存在雷擊問題。⑤避雷器以及分支熔斷器的安裝，有利于預(yù)防雷害問題以及迅速尋找與判斷故障位置。縮小故障范圍，減少停電面積與停電時間。⑥對配變位置進行合理布局，降低線路接頭的發(fā)熱概率。重視線路基礎(chǔ)的建設(shè)工作，對負荷進行預(yù)測。縮短線路的供電半徑。挑選和負荷配對的導(dǎo)線截面。事實證明，進行上述改變能夠有效降低10kV配電線路的接地故障概率。

3.2 ?處理措施

出現(xiàn)10kV配電線路接地故障的時候，維修部門必須立刻安排相關(guān)人員進行線路巡視，找到故障發(fā)生位置。在找尋過程中要綜合應(yīng)用絕緣遙測法與排除法等多種方式，保證最短時間之內(nèi)掌握故障發(fā)生位置且及時進行故障排除。若是依靠上述手段還不能找到故障位置，就必須向上級調(diào)度匯報，要求進行故障線路的試送電，如果成功送電，則可能是以為其余不明偶然因素造成。如果送電沒有成功，就繼續(xù)利用排除法進行尋找，直至找到了故障發(fā)生位置且將故障排除掉。

3.3 ?運用新的技術(shù)裝置

①接地故障檢測系統(tǒng)能夠在變電所配電線的出口位置進行相關(guān)的信號源安裝，與此同時在線路的開端與中端等位置安裝接地故障指示器對接地故障區(qū)段進行指示。若是配電線路出現(xiàn)接地故障問題，就可以依照指示器顏色確定故障范圍與故障位置。②裝設(shè)自動化小電流接地選線設(shè)備，這種設(shè)備能夠?qū)拥毓收暇€路進行自動選擇，有較高的準(zhǔn)確率，且消耗時間很短。能夠減少非故障線路停電時間，有效提升電網(wǎng)供電的可靠性，防止故障向四周不斷擴大。電網(wǎng)的實際運行過程中，必須要把這個設(shè)備和各個電流互感器進行配合應(yīng)用，不然就發(fā)揮不出有效作用。③在配電線路以及變壓器上裝設(shè)金屬氧化鋅物避雷設(shè)備，這種設(shè)備放電效果很好、結(jié)構(gòu)非常簡單、殘壓很低、能夠承負多重雷擊、絕緣擊穿率非常低、運行穩(wěn)定。這種避雷器不但能夠防止大氣過電壓問題，并且可以減小操作過電壓。

4 ?結(jié)束語

因為10kV配電線路單相接地故障問題屬于配電網(wǎng)故障中發(fā)生概率很高的一種，所以對于配電網(wǎng)與變電裝置的經(jīng)濟安全運行產(chǎn)生較大影響，因此必須在實踐過程中積累經(jīng)驗，防止出現(xiàn)10kV配電線路的接地故障。

參考文獻

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收稿日期：2018-12-3

作者簡介：莫雄多（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事110kV線路及以下輸電線路設(shè)計和10kV線路及配電設(shè)計工作。