淺談10?kV線路單相接地故障的分析判斷和處理方法

扁旭濤

[摘? ? 要]為了加強電能質量，緩解電力部門供電壓力，必須注重電網更新與升級。因受到資金、電力技術、設備機械的影響，導致地區配電線路無法有效處理。在線路運行期間，極易出現單相接地故障，若不注重故障處理，將會造成嚴重后果。此次研究主要是分析10 kV線路單相接地故障問題，分析故障的判斷方法，同時制定故障處理措施，以維護電網線路運行效益。

[關鍵詞]10 kV線路;單相接地故障;分析判斷;處理方法

[中圖分類號]TM863 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）01–00–02

Analysis Judgment and Treatment of 10 kV Line Single Phase Grounding Fault

Bian Xu-tao

[Abstract]In order to strengthen the power quality and relieve the power supply pressure of the power sector， we must pay attention to the updating and upgrading of the power grid. Due to the influence of capital， power technology， equipment and machinery， the regional distribution lines can not be effectively handled. During the operation of the line， single-phase ground fault is easy to occur， if we do not pay attention to fault treatment， it will cause serious consequences. This research mainly discusses and analyzes the single-phase grounding fault of 10 kV Transmission line， puts forward the fault analysis and judgment method， and formulates the fault treatment measures， so as to maintain the operation benefit of power grid line.

[Keywords]10 kV transmission line; single phase grounding fault; analysis and judgment; treatment method

電網工程改造，有助于緩解電力不足問題。然而我國多數地區應用小電流接地方式，因電力系統不完整，極易出現單相接地故障，不僅無法提升供電效率，還會對電力系統穩定性造成影響，縮短設備的使用壽命。所以，深入分析和掌握單相接地故障，采取科學措施預防，可有效維護電力企業的生產效益。

1 10 kV線路單相接地故障的探究價值

通過分析10 kV線路的運行狀態可知，配電線路沿電線路長，且電氣設備較多，線路沿途分布大量樹木和建筑，相應增加了線路單相接地故障概率。此外，10 kV線路采用小電流接地系統，發生單相接地故障后，極易出現不跳閘問題，影響電網運行安全性。在近幾年發展中，社會生產與生活對電力資源需求度持續提升，電力電網也出現了較多中壓配電線路。中壓配電線路運行時，易出現單相接地故障，使電網接地電容電流超標。然而電力電網運行過程中，單相接地故障頻發，接地電弧無法自熄，電力系統中出現高倍數弧光接地過電壓，會嚴重威脅電力電網運行，還會增加電力電網安全隱患。所以，為了確保電力電網處于安全穩定運行狀態，必須深入分析10 kV線路單向接地故障，同時提出有效性處理措施，從根本上促進我國電力事業的發展。

2 單相接地故障原因分析

2.1 外部環境破壞影響

外部環境破壞多是因施工操作不規范，導致高空作業碰線放電、地下電纜斷裂。車輛會破壞電桿裝置，自然災害會沖擊供電系統;對于人為破壞，可通過人為調節、監督管理等方式，弱化不良影響。對于自然災害破壞，必須采取科學措施予以干預。而由于技術水平限制，部門合作力不足，無法有效處理自然災害對電力設備的危害。

2.2 系統設備原因

系統設備原因不僅包括設備線路老化，同時會受到前期線路設計、供電系統運行等因素影響。系統設備長時間運行，沒有派遣專人檢查和管理設備，導致系統設備處于超負荷運行狀態，長此以往，就會出現老化和遲鈍問題。當發生突發性問題后，還會導致設備軟件系統崩潰，增加硬件設施報廢率。如果線路布局不合理，也會導致線路單相接地故障。電力線路交錯布設，導致線路網復雜，此時也會引發線路單相接地。所以，注重系統設備的安全運行，有助于降低線路單相接地故障率。

2.3 人為因素影響

電力線路單相接地未受到人為因素影響，部分人員為了謀取利益，會參與偷盜電行為，此時會導致捆綁不牢導線脫落到橫擔上，引發通電，線路單相接地。此外，開展露天作業時，極易引發導線亂搭和斷裂問題，上述現象都會損傷供電線路造成區域內停電，同時會對人們的生命安全造成危害。

3 單相接地故障影響

3.1 對變電設施的影響

10 kV線路出現單線接地故障時，極易影響變電設施，加大互感器周邊電壓值。當設備設施長期處于此種運行狀態，將會損壞變電設備，還會引發區域性停電。此外，單相接地多是由于導線外力破壞、線路擊穿所致，造成變電設施癱瘓，人員財產損失大等問題。

3.2 對供電可靠性的影響

當不影響人身安全時，電力人員檢測線路存在接地會在短時間內切斷通電線路，以此維護用電人員安全員安全。切斷供電線路之后，極易導致區域停電事故。電力檢修維護的危險性較高，為了維護檢修人員的安全，需要進行停電。部分地區因受到地質環境、設備技術的影響，長時間斷電后，對供電可靠性也影響非常大。

3.3 對發電機的影響

單相接地故障，會導致發電機電子繞組對地電壓升高，不會影響發電機。然而單相接地極易出現斷線問題，導致斷線點發電機的負序電流較高，發電機內部出現負序磁場。該磁場以同步轉速與轉子相反向旋轉。轉子繞組與轉子本體中，感應2倍工頻電流，此時會導致轉子繞組、轉子本體產生附加發熱情況。此外，負序電流會導致100 Hz機械振動與噪音，還會損壞發電機。

3.4 人身危害影響

單相接地未發生區域性停電事故，不僅會增加普通用戶的生活難度，還會加大周邊企業的經濟損失。通過分析線路單相接地故障原因可知，多由于通電導線脫落、零件缺失所致。當發生線路脫落事故時，會促使過往人員易碰電，引發生命威脅。

4 10 kV配電線路單相接地故障預防與處理措施

4.1 制定科學的預防方法

為了降低配電線路單相接地故障率，必須深入分析線路運行問題，做好預防處理。①派遣專業人員巡查配電線路，密切觀察導線、樹木、建筑距離，并且查看電線桿鳥窩。確保電桿絕緣子，固定螺栓狀態固定，拉線無破股和斷裂問題，全面確保配電線路設備完整性。②組織電力技術人員，逐一測試配電線路的避雷器和絕緣子性能。當設備絕緣性能下降時，及時做好更換處理，同時檢查配電變壓器性能。針對不合格配件，要做好更換與維修處理。③為了確保運行效益，應當將分支熔斷器安裝在配電線路上，全面縮小故障范圍。當配電線路發生故障問題時，必須將故障范圍與時間控制在可控范圍內，使電力人員盡早明確故障范圍與地點。

4.2 注重單相接地故障的現場管理

配電線路運行期間，當發生配電線路單相接地故障時，應當派遣專業技術人員，重點排查故障點。在排查工作中，應當采取分片、分段、分支排除方法，排查故障的具體發生點。此外，結合絕緣搖表、登桿檢查等方式，盡早明確故障點，并且采取科學措施排除故障。結合多種技術方法，可第一時間確定故障，采取有效措施處理。采用上述方式未找尋到故障點時，可以進行電力調度，確保試送電的一次成功。當送電成功后，可能是其他原因所致影響。當送電不成功，則需要應用排除法查找，直至消除故障。

4.3 排除外部因素干擾

在現代技術發展過程中，利用技術設備，能夠提前預知天氣因素。電力部門聯合其他部門，能夠降低外部因素對電力設備的干擾影響。

4.4 注重老舊設備更新

電力系統運行期間，電力設備極易出現運行老化問題。然而電力設備更新資金需求量大，多數供電部門無法及時更換高安全的電力設備，從而引發線路單相接地故障。當檢修維護資金不到位時，只是采用簡單形式修補，無法從根本上消除線路單相接地故障。

4.5 注重專業人員的素質培訓

為了避免影響居民用戶日常生活，維護企業的經濟效益。供電部門和企業都必須設置值班調度員、變電站值班人員、巡檢人員、維修人員，定期做好教育與培訓，加大人員的合作關系。特別是檢修維護人員，應當學習專業設備維修知識，全面提升人員素質能力，確保工作人員在職期間，能夠科學預防電力系統故障，注重電力設備的維護與保養。

4.6 推廣新技術和新設備

（1）將小電流接地自動選線裝置，安裝在變電所。通過該裝置，可自動選擇單相接地故障線路，縮短時間，且準確率非常高。轉變傳統選線方式，針對非故障線路，全面減少額外停電，提升供電可靠性，避免擴大故障。現階段，變電站開始推廣應用該裝置，獲得顯著效果。在應用中，注重裝車和不同配出線間隔，配合使用零序電流互感器，以免發生額外影響。

（2）將信號源安裝在配出線出口位置，在配電線路始端、中部、分支部位導線上，安裝單相接地故障指示器，確定故障區段。當配電線路出現單相接地故障后，按照指示器顏色變化，及時確定故障范圍，準確定位故障點。此種檢測系統已被應用到線路上，可以及時查找故障點，維護供電可靠性，增加供電量。

（3）在配電線路與變壓器臺上，安裝金屬氧化物避雷器，全面替代閥塑避雷器，對雷電過電壓進行限制，可以獲得顯著效果，同時能夠耐多重雷擊，降低緣擊竊率，穩定性高。

（4）全功能故障指示器。此種故障指示器安裝在電力系統、線路上，可以指示線路接地或短路故障。通過故障指示器，可以準確定位故障點區段和分支，縮短故障查找時間。減少售電量損失，減少停電面積，全面提升供電可靠性。

4.7 小電流接地自動選線裝置

當10 kV配電線路發生接地故障時，可以在變電所內配置小型電流接地裝置，以此實現自動化選線。將小型電流接地自動選線裝置，在配電線路接地之前，科學測量配電線路接地情況。對于配電線路應用，需高度關注小電流接地自動選線裝置，同時配合零序電流互感器。

4.8 研發單相接地故障檢測系統

在配電系統中，多數變電站開始應用信號源，位置分布在配電線初始段、中間段、末端處，指示器可以明確故障具體位置，必須迅速處理線路故障問題。定期巡視配電線路，當發生單相接地故障時，變電所值班人員要做好記錄，報告當值調度與負責人，同時按照調度員指令，科學選擇接地故障。拉開線路斷路器之后，接地現象消失，因此為故障線路。

5 結束語

綜上所述，社會生產與生活對電力能源需求量持續增加，因此必須提升用電質量要求。電力企業必須多角度分析和處理10 kV線路單相接地故障，學習先進的經驗技術，確保電力設備設施的高效性。如果發生單相接地故障時，必須技術查明問題，以安全方式處理故障，全面降低人員傷亡、財產損失，提升電網系統的運行安全性與穩定性。

參考文獻

[1] 張慶波，王宇，騰依海，等.35 kV集電線路單相接地故障擴大至接地變壓器保護越級動作的事件分析[J].太陽能，2020，20（12）：62-65.

[2] 周軍，王喜偉，李媛媛，等.基于暫態零序電流偏度特征的小電流接地系統單相接地故障區段定位[J].東北電力大學學報，2020，40（4）：41-47.

[3] 付加順，范海龍，金成日，等.10 kV配電線路單相接地故障分析[J].山東工業技術，2019（4）：195.

[4] 姜學瑞，魏紹峰.淺析電力系統10 kV配電線路單相接地故障[J].化工管理，2017（35）：8.

[5] 康學勤.10 kV配電線路單相接地故障處理方法探析[J].黑龍江科學，2014（11）：299.