35kV電網(wǎng)接地故障及防范措施分析

賈志華

（國網(wǎng)四川省電力公司宣漢縣供電公司，四川 達(dá)州 636100）

35kV電網(wǎng)接地故障及防范措施分析

賈志華

（國網(wǎng)四川省電力公司宣漢縣供電公司，四川 達(dá)州 636100）

作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電網(wǎng)在實(shí)際的安全運(yùn)行中能否達(dá)到某些生產(chǎn)活動(dòng)的具體要求，關(guān)系著電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，制約著企業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展。采取有效的技術(shù)措施優(yōu)化配電網(wǎng)的服務(wù)功能，有利于增強(qiáng)用戶用電的安全穩(wěn)定性，滿足用戶用電過程中的多樣化需求。結(jié)合現(xiàn)階段配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，可知線路接地故障的發(fā)生，影響了配電網(wǎng)的正常故障，間接地增加了電力企業(yè)的生產(chǎn)成本。這類故障現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，不僅加大了配電網(wǎng)正常運(yùn)行中各類事故發(fā)生的幾率，也對(duì)系統(tǒng)供電可靠性埋下了較大的安全隱患，影響著配電自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?；诖?，本文將對(duì)35kV電網(wǎng)接地故障及防范措施進(jìn)行必要地分析，以便為相關(guān)的研究工作開展提供有效的參考信息。

配電網(wǎng)；35kV電網(wǎng)；接地線路故障；防范措施；安全隱患

配電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，影響著電力生產(chǎn)活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，需要相關(guān)的技術(shù)人員采取有效的防范措施，及時(shí)地消除配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中可能存在的安全隱患，減少配電網(wǎng)運(yùn)行過程中不必要的經(jīng)濟(jì)損失。線路接地故障是導(dǎo)致配電網(wǎng)正常運(yùn)行中常見的故障現(xiàn)象，容易造成配電網(wǎng)反復(fù)接地故障的出現(xiàn)。因此，為了配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，應(yīng)采取可靠的防范措施避免這類故障的產(chǎn)生，最大限度地增強(qiáng)了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

一、35kV電網(wǎng)接地故障案例

某地區(qū)的35kV電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，由于存在某些因素的影響，致使電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中出現(xiàn)了接地故障現(xiàn)象，影響了用戶正常用電的安全性，對(duì)于供電企業(yè)造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。該地區(qū)35kV電網(wǎng)采用的是中性點(diǎn)接地方式，主要在于這種接地方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用中不需要附加設(shè)備，具有自動(dòng)熄弧的特點(diǎn)。當(dāng)電網(wǎng)工作中發(fā)生故障時(shí)，由于該電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方式的非故障相電壓變化不明顯，有效地保障了系統(tǒng)的對(duì)稱性，避免了短路回路問題的產(chǎn)生。該地區(qū)35kV電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生風(fēng)激勵(lì)下的接地故障及雷電天氣中引起的接地故障等，對(duì)于配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性埋下了較大的安全隱患，影響著電能的輸送質(zhì)量，需要采取必要的防范措施加強(qiáng)對(duì)這些故障的有效預(yù)防，確保整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的穩(wěn)定性。

二、35kV電網(wǎng)接地故障的有效分析

（一）中性點(diǎn)接地方式及接地故障分析

結(jié)合現(xiàn)階段35kV電網(wǎng)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，可知不同的中性點(diǎn)接線方式在實(shí)際的應(yīng)用中具有自身的特點(diǎn)。不同的中心點(diǎn)接地方式產(chǎn)生的故障主要表現(xiàn)在：

（1）中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，即使系統(tǒng)的電容電流不大，在線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生間歇性的弧光過電壓，使非故障相的電壓升高，影響其設(shè)備的絕緣水平。

（2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。這種接地方式發(fā)生故障時(shí)，由于消弧線圈的補(bǔ)償作用，故障點(diǎn)接地電流被減小，可以自動(dòng)滅弧，其中線路電壓依然保持著對(duì)稱性，對(duì)于用戶的正常供電沒有明顯的影響。但是，如系統(tǒng)的運(yùn)行比較復(fù)雜，由于消弧線圈的電感電流與故障相線路的電容電流產(chǎn)生了相互的作用，如果消弧線圈選擇的補(bǔ)償方式不得當(dāng)，容易發(fā)生諧振，出現(xiàn)過電壓，將會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行造成較大影響。

（3）中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。系統(tǒng)發(fā)生了單相接地故障，將會(huì)加大接地電流，地電位上升較高，威脅著設(shè)備的正常使用。此時(shí)，需要在接地保護(hù)裝置的作用下快速地切除接地故障線路，從而間斷供電。

（二）風(fēng)激勵(lì)下導(dǎo)線接地故障分析

電力系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中容易受到各種客觀存在因素的影響，加大了停電事故發(fā)生的機(jī)率。其中，35kV電網(wǎng)接地線路在正常的運(yùn)行中受到風(fēng)的影響時(shí)，將會(huì)造成導(dǎo)線接地故障的產(chǎn)生，即線路舞動(dòng)。所謂的線路舞動(dòng)主要是指風(fēng)激勵(lì)下導(dǎo)線將會(huì)隨著風(fēng)的作用進(jìn)行低頻率、大振幅自激振動(dòng)的過程。在這種故障發(fā)生的過程中，導(dǎo)致配電網(wǎng)的接地線路無法正常地運(yùn)行，影響著電網(wǎng)線路及設(shè)備的安全性。線路舞動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，隨著風(fēng)速的不斷增大及其他外部條件的變化，將會(huì)使導(dǎo)線偏離原來的位置，一定條件下會(huì)損壞相關(guān)的電力設(shè)備。與此同時(shí)，當(dāng)舞動(dòng)的幅度過大時(shí)，導(dǎo)線將會(huì)與周圍的樹木接觸，造成地接地故障的出現(xiàn)。風(fēng)激勵(lì)下風(fēng)速的變化將會(huì)擴(kuò)大風(fēng)激勵(lì)對(duì)配電網(wǎng)的影響范圍，將會(huì)加大電網(wǎng)接地故障發(fā)生的概率。導(dǎo)線舞動(dòng)的影響因素較多，像導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、風(fēng)激勵(lì)、周邊障礙物等，都可能造成線路發(fā)生接地故障。因此，需要結(jié)合概率學(xué)的相關(guān)知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)激勵(lì)下導(dǎo)線短路接地故障的分析，為35kV電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供可靠地保障。

（三）雷電引起的導(dǎo)線接地故障分析

35kV電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中容易受到雷電的影響，主要體現(xiàn)在直擊雷與感應(yīng)雷兩個(gè)方面。直擊雷主要是指雷電直接作用在電力設(shè)備上，促使輸電線路的正常工作機(jī)制受到了干擾，致使絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，一定程度下將會(huì)使絕緣子被擊穿。感應(yīng)雷主要是直雷電狀態(tài)下導(dǎo)線的高度的設(shè)置不合理，絕緣性能無法達(dá)到行業(yè)規(guī)范條例的具有要求時(shí)，配電網(wǎng)線路將會(huì)遭受雷擊。與此同時(shí)，由于線路相關(guān)的終端桿塔位置的設(shè)置差異性較大，可能使線路未處于避雷針保護(hù)的范圍內(nèi)，也會(huì)引起線路接地故障。電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的合理選擇，對(duì)于雷電事故的有效預(yù)防起著必要的參考依據(jù)。當(dāng)雷電流超過線路的額定工作電流時(shí)，將會(huì)形成接地電弧，間接地造成了不同回路間短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，加大了雷擊跳閘率。

三、避免35kV電網(wǎng)接地故障發(fā)生的防范措施

（一）完善單相接地的檢查機(jī)制，合理地運(yùn)用信息化技術(shù)

單相接地故障的發(fā)生，將會(huì)使35kV電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，從而給某些電力設(shè)備的正常運(yùn)行帶來了較大的威脅。因此，為了及時(shí)地排除單相接地故障，增強(qiáng)配電網(wǎng)電能的輸送質(zhì)量，需要電力企業(yè)的管理部門結(jié)合35kV電網(wǎng)的線路布局方式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。完善單相接地檢查機(jī)制，及時(shí)地處理這種工作機(jī)制中存在的問題，避免線路之間形成間接接地現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)大面積停電事故的發(fā)生。在中性點(diǎn)接地方式的選擇過程中，需要在信息化技術(shù)的支持下對(duì)這種接地方式下的電壓、電流、電容等重要的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)，對(duì)于出現(xiàn)故障的接地線路進(jìn)行及時(shí)地維修，確保配電網(wǎng)的正常運(yùn)行不受影響。與此同時(shí)，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的過程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮消弧線圈自身電阻對(duì)整條線路的影響，充分地發(fā)揮消弧線圈的實(shí)際作用，增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。

（二）風(fēng)激勵(lì)下導(dǎo)線接地故障的防范措施

為了有效地避免線路舞動(dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要采取有效的預(yù)防措施增強(qiáng)35kV電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。風(fēng)激勵(lì)下導(dǎo)線短路接地故障的預(yù)防措施主要包括：

（1）合理地避開線路舞動(dòng)易發(fā)生區(qū)域。相關(guān)的研究報(bào)告指出，風(fēng)速保持在10m/s左右的雨凇地區(qū)發(fā)生線路舞動(dòng)的概率相對(duì)較大。因此，線路設(shè)計(jì)的過程中需要合理地避免這些區(qū)域，為后期電網(wǎng)的正常運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）增強(qiáng)導(dǎo)線抵抗舞動(dòng)的綜合能量。導(dǎo)線布置時(shí)應(yīng)按照水平方式進(jìn)行布置，確保導(dǎo)線與周圍樹木之間有著足夠大的安全距離。與此同時(shí)，采用專業(yè)的防止舞動(dòng)的工具，一定程度上也會(huì)避免線路舞動(dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（三）雷電影響下導(dǎo)線接地故障的防范措施

線路雷擊事故的發(fā)生，對(duì)于35kV電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來了較大的威脅，影響著電力系統(tǒng)的生產(chǎn)水平。因此，需要采取有效的措施避免這些現(xiàn)象的出現(xiàn)。這些措施主要包括：

（1）合理地安裝線路避雷器。技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合35kV電網(wǎng)接地線路的特點(diǎn)，按照合理的方式在桿塔上安裝一定數(shù)量的避雷器，并構(gòu)建相關(guān)電氣分析模型，增強(qiáng)線路正常運(yùn)行的安全性。

（2）深埋接地極。為了適當(dāng)?shù)販p小接地電阻，技術(shù)人員在接地線路設(shè)置的過程中應(yīng)考慮將接地極深埋于地下。

（3）提高桿塔或者線路的絕緣性能。采取性能可靠的絕緣材料，提高桿塔或者線路的絕緣性能，增強(qiáng)輸電線路的耐雷水平，有利于降低導(dǎo)線接地故障的發(fā)生率。

結(jié)語

35kV電網(wǎng)在整個(gè)電網(wǎng)的組成中占據(jù)著重要的地位，為某些區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展帶來了重要的保障作用。35kV電網(wǎng)接地故障的產(chǎn)生，不僅影響著配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，也對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快帶來了一定的阻礙作用。因此，為了提高電力生產(chǎn)水平，增強(qiáng)配電網(wǎng)正常運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，需要采取必要的防范措施加強(qiáng)對(duì)35kV電網(wǎng)接地故障的預(yù)防，確保電力生產(chǎn)計(jì)劃的順利實(shí)施。

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