10kV配電線路單相接地故障分析

劉啟平

摘要：現階段，我國的10kV 配電系統一般用中性點不接地形式運轉，在電力系統中，經過大量的現場數據統計證明，單相接地故障在所有電力系統故障中所占比重最大，因此，為了保障整個配電線路的穩固和安全，必須采取有效、合理的對策。

關鍵詞：單相接地;故障分析;處理預防措施

引言

在電力系統中，單相接地故障是一種較常出現的故障，由于接地點容性電流較小，線電壓不變，不影響向負荷供電，短時間仍可繼續運行。但發生單相接地故障時所經流的電容量較大時就會在接地點導致電弧，形成一種間歇性的電弧過電壓，容易燒損電壓互感器保險，嚴重時危及電壓互感器本身及其它設備，危及線路運行安全和人身安全。因此，掌握電力系統單相接地分析與處理方法，及時發現并排除線路接地故障，確?？煽抗╇?，對從事電氣運行工作的人員來說至關重要。

1 單相接地故障的原因

根據電網布置的結構和地域環境的差別，在云南昭通地區10 kV線路發生單相接地故障的原因大致可以分為以下幾類：①10kV配電線路原設計等級低。桿型選型小，線路投運時間長，倒桿斷線時有發生。處理簡單對接。線路接頭多。（多為80年代架設）線徑過小。地理位置環境差，溫差變化大。絕緣子擊穿頻率高，容易線斷線落地或搭接在橫擔上，同桿架設導線上層橫擔的拉線一端脫落，搭在下排導線上;②導線因風力過大，絕緣子綁扎線斷線相線飛線。又與建筑物或樹木距離過近發生碰線;③配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地，配電變壓器上的設備線夾斷落，10 kV 避雷器或熔斷器絕緣被擊穿，線路上絕緣子或分支熔斷器絕緣擊穿;④線路遭遇雷擊;⑤鳥，松鼠。蛇，老鼠，等動觸電斷路接地;⑥配電變壓器高壓引下線斷線;⑦導線上落掛飄浮物（如塑料布、樹枝等）;⑧其他偶然事件或原因。

2 單相接地故障的主要危害

（1）對變電及配電設備的危害。10kV 配電線路發生單相接地故障后，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，將進一步使線路上的絕緣子擊

穿，造成嚴重的短路事故，將威脅系統中的變壓器、電壓互感器、開關、避雷器等設備的安全運行，引起設備燒毀，也可能發生電氣火災事故。

（2）引起短路。當發生單相瞬間接地時，電弧不能自行熄滅，容易形成相間短路，使斷路器跳閘。另一種情況如發生單相接地時，非故障相的電壓將升高，如網絡中另一相存在絕緣薄弱點，勢必會引起擊穿，從而導致兩相接地短路，使斷路器跳閘。

（3）對供電可靠性的影響。接地位置還容易出現間歇性電弧，這種電弧會在電力系統中引起鐵磁諧振，使三相電路出現不平衡狀態，如一相電壓下降，另外兩相電壓升高或一相電壓升高，另外兩相電壓下降等，無論哪種現象都是會破壞供電穩定性。

（4）危及人畜生命安全及引發火災。單相接地故障多發生在雷雨季節即夏秋季，此段期間多雨、多雷、大風、氣候潮濕，如果配電線路未停運，對于行人和線路巡視人員（特別是夜間），可能發生跨步電壓引起的人身電擊事故，也可能發生牲畜電擊傷亡事故。另外，發生電弧接地時如周圍有易燃物，可能會引發火災。

（5）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，必然要停運故障線路，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kW 時，影響企業的經濟效益。

3 單相接地故障處理措施

在10kV 配電線路發生接地故障時，維修單位必須及時找到故障線路予以切除，確保電網穩定運行。具體操作步驟如下：

（1）記錄故障時間，接地相別，相關數值。（2）對站內設備是否存在故障進行排查。先檢查設備的外部是否有損壞情況、是否有放電網絡，然后檢查斷線接地情況，對避雷器、互感器、電纜頭進行檢查，檢查設備上有無脫落物及外力破壞等現象。（3）對站內出現故障設備的處理。①用開關隔離故障點。若檢查發現電流互感器等設備有故障，要及時處理，立即轉移負荷，并隔離故障;②故障點只能用刀閘隔離。必須注意的是，不準用刀閘拉開接地故障和線路負荷電流，要用倒運行方式隔離故障點;③故障點在母線上。沒有辦法隔離，則立即轉移該母線上的線路負荷;如果不能轉移，應首先通知用戶做好停電準備，然后故障母線停電，立即通知檢修人員搶修。 （4）站內設備未發現問題的情況處理。如找不出故障點，再進行線路接地的尋找。把電網分割成電氣上不相連的幾個部分，判斷單相接地區域，分網運行縮小范圍。10kV 系統單項接地主要考慮變電站10kV 母線分段運行縮小范圍。當對出現接地信號的一段母線進行查找處理，這是最常用的一種方法，可以縮小查找故障范圍，減少查找故障的盲目性。（5）電網分割后，可進行拉合閘試驗，順序依次為：①空載線路、無功補償電容器;②雙回路或有其他電源的線路，多電源線路應采取轉移負荷，改變供電方式尋找故障點;③分支最多、最長、負荷輕或不重要的線路;④分支較少、較短、負荷較重的線路。

4 單相接地故障預防整改措施

（1）加強定期檢修配電線路，主要包括導線和周圍建筑物、樹木的距離是否符合規程的要求;電桿頂端有沒有鳥窩;導線有沒有外傷及松股;導線的弧垂有沒有過小、過大等;絕緣子中導線有沒有牢固綁扎及固定;固定絕緣子的螺栓有沒有脫松;橫擔和拉帶螺栓有沒有脫松，拉線有沒有破股或斷裂及被盜。及時消除線路缺陷，不讓線路長期帶病運行。同時加強線路通道的清理，定期裁剪樹木，確保線路通道完好。（2）定期的進行絕緣測試，主要針對的是配電線路的分支熔斷器、避雷器、絕緣子等一些設備;另外還要重點檢查變壓器的絕緣性能是否正常，其高壓引下線接頭有無良好接觸。（3）進行檢查及試驗配電變壓器和10kV 公用的變壓器，及時維修和更換不合格變壓器。（4）安裝避雷器和分支熔斷器，提高10kV 線路的防雷水平，在線路經過雷區的地方加裝性能好的金屬氧化物避雷器，降低避雷器的接地電阻，降低配變接地裝置的接地電阻，在配變低壓側加裝低壓避雷器，使用絕緣性能好的絕緣子和線路設備。（5）合理布局配變位置，使線路接頭發熱頻率降低;注重線路基礎建設，合理的預測未來的負荷;減小線路供電半徑;選擇與負荷相配的導線截面;事實證明，這些改變也可以有效減少10kV 配電線路接地故障的發生次數。

5 總結

總而言之，單相接地，是電力系統發生概率最大的故障之一，為了確保整個配電線路的穩固和安全，必須采取有效、合理的對策，以降低此類故障發生的概率，提升電能質量。

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（作者單位：云南電網有限責任公司昭通永善供電局）