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(shí)際運(yùn)行中非常常見(jiàn)的一種故障問(wèn)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(kāi)路、電網(wǎng)分支線高壓的二相開(kāi)路以及鐵磁諧振問(wèn)題，造成故障的因素非常復(fù)雜。本文針對(duì)10kV配電線路的單相接地故障展開(kāi)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(hào)：TM862 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0071-02

前 言

電力系統(tǒng)之中的配電線路有線長(zhǎng)、面廣以及點(diǎn)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(yùn)行安全。因?yàn)殡娋W(wǎng)改造項(xiàng)目不斷落實(shí)，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(diǎn)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(yùn)行過(guò)程中有非常重要的意義。但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)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(wèn)題，特別是遭遇雨雪大風(fēng)等惡劣天氣的時(shí)候，單相接地故障會(huì)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(jì)安全運(yùn)行。

1 ?單相接地的故障原因

（1）對(duì)單相接地故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，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(cè)設(shè)備對(duì)接地故障進(jìn)行檢測(cè)且及時(shí)發(fā)送接地信號(hào)，然后提醒值班員對(duì)其處理，通過(guò)選線之后，確定出現(xiàn)單相接地故障的對(duì)應(yīng)相別以及配電線路，將此配電線路停運(yùn)處理（要求可以繼續(xù)故障運(yùn)行2h，不過(guò)考慮繼續(xù)運(yùn)行可能會(huì)造成單相接地故障的擴(kuò)大以及引發(fā)其余事故，所以進(jìn)行停運(yùn)處理），上報(bào)到上級(jí)調(diào)度部門(mén)，通過(guò)配電線路維護(hù)運(yùn)行人員對(duì)故障進(jìn)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(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)大量的總結(jié)歸納，出現(xiàn)單相接地故障問(wèn)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(huì)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(shù)枝碰到導(dǎo)線，動(dòng)物行為引發(fā)，跳線導(dǎo)線由于風(fēng)偏太大對(duì)桿塔進(jìn)行放電，飄浮物，比如樹(shù)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(shù)木的短接、絕緣子的擊穿以及導(dǎo)線的斷線問(wèn)題是配電線路出現(xiàn)單相接地故障的關(guān)鍵因素，對(duì)最近這些年單相接地故障因素的統(tǒng)計(jì)，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(duì)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(cè)到了零序電流，開(kāi)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(lì)磁電流提高，若是運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)將電壓互感器燒毀。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，最近這些年，已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)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(wèn)題。發(fā)生單相接地故障之后，很有可能出現(xiàn)諧振過(guò)電壓，進(jìn)而出現(xiàn)是正常電壓幾倍的諧振電壓，對(duì)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(wèn)題，引發(fā)嚴(yán)重事故。

（2）對(duì)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(guò)電壓?jiǎn)栴}，產(chǎn)生是正常電壓幾倍的電壓，而這種電壓會(huì)進(jìn)一步引發(fā)絕緣擊穿問(wèn)題，導(dǎo)致短路，與此同時(shí)還會(huì)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(wèn)題。

（3）對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的危害。單相接地故障問(wèn)題如果比較嚴(yán)重，可能會(huì)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(duì)人畜的危害。針對(duì)導(dǎo)線落地的單相接地故障問(wèn)題，若是接地配電線路沒(méi)有及時(shí)停運(yùn)，會(huì)對(duì)行人以及線路的巡視人員造成人身觸電傷亡問(wèn)題，還有可能導(dǎo)致牲畜的觸電死傷問(wèn)題。

（5）供電可靠性影響。出現(xiàn)單相接地故障問(wèn)題之后，在一方面是人工進(jìn)行選線，針對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)單相接地故障問(wèn)題的配電線路及時(shí)進(jìn)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(huì)被停運(yùn)，故障尋找以及故障消除過(guò)程中，沒(méi)有確保用戶的正常用電，尤其是莊稼的生長(zhǎng)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(huì)不利于故障的尋找與消除，會(huì)引發(fā)大面積以及長(zhǎng)時(shí)間地停電問(wèn)題，對(duì)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(wèn)題之后，因?yàn)橐M(jìn)行故障的尋找與消除，一定要將單相接地故障問(wèn)題線路停運(yùn)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，供電量的減少。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，每年因?yàn)榕潆娋€路單相接地故障問(wèn)題，會(huì)減少幾萬(wàn)千瓦時(shí)的供電量，對(duì)供電企業(yè)供電量的指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)產(chǎn)生很大影響。

（7）線損影響。出現(xiàn)單相接地故障問(wèn)題的時(shí)候，因?yàn)榕潆娋€路接地相間接以及直接對(duì)大地進(jìn)行放電，會(huì)出現(xiàn)很大的電能耗損，若是依照規(guī)程要求運(yùn)行低于2h的時(shí)間，就會(huì)出現(xiàn)更大的電能耗損。

3 ?單相接地故障問(wèn)題處理手段

3.1 ?預(yù)防方法

通過(guò)研究10kV配電線路單相接地故障問(wèn)題原因，能夠利用下列幾種手段進(jìn)行預(yù)防，把接地故障發(fā)生概率盡可能降至最低：①按時(shí)對(duì)配電線路進(jìn)行檢查，主要是對(duì)導(dǎo)線與四周建筑、與樹(shù)木之間距離進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否滿足規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。電桿頂部有無(wú)鳥(niǎo)窩存在。導(dǎo)線有無(wú)外傷存在（特別是對(duì)于工程施工區(qū)域的導(dǎo)線）。檢查導(dǎo)線弧垂是否存在過(guò)大過(guò)小問(wèn)題。絕緣子導(dǎo)線是否綁扎牢固。絕緣子固定螺栓是否松動(dòng)。橫擔(dān)以及拉帶螺栓是否松動(dòng)，拉線是否存在斷裂以及破股問(wèn)題。②按時(shí)開(kāi)展絕緣測(cè)試工作，主要針對(duì)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(diǎn)檢測(cè)變壓器絕緣性能的正常與否。③及時(shí)開(kāi)展配電變壓器的試驗(yàn)檢查工作，及時(shí)更換維修不達(dá)標(biāo)的變壓設(shè)備。④維護(hù)檢修配電線路過(guò)程中，重點(diǎn)檢測(cè)桿塔導(dǎo)線的接頭是否存在發(fā)熱變形問(wèn)題，線路絕緣子是否存在雷擊問(wèn)題。⑤避雷器以及分支熔斷器的安裝，有利于預(yù)防雷害問(wèn)題以及迅速尋找與判斷故障位置?？s小故障范圍，減少停電面積與停電時(shí)間。⑥對(duì)配變位置進(jìn)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(duì)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)?？s短線路的供電半徑。挑選和負(fù)荷配對(duì)的導(dǎo)線截面。事實(shí)證明，進(jìn)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(shí)候，維修部門(mén)必須立刻安排相關(guān)人員進(jìn)行線路巡視，找到故障發(fā)生位置。在找尋過(guò)程中要綜合應(yīng)用絕緣遙測(cè)法與排除法等多種方式，保證最短時(shí)間之內(nèi)掌握故障發(fā)生位置且及時(shí)進(jìn)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(jí)調(diào)度匯報(bào)，要求進(jìn)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(méi)有成功，就繼續(xù)利用排除法進(jìn)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(yùn)用新的技術(shù)裝置

①接地故障檢測(cè)系統(tǒng)能夠在變電所配電線的出口位置進(jìn)行相關(guān)的信號(hào)源安裝，與此同時(shí)在線路的開(kāi)端與中端等位置安裝接地故障指示器對(duì)接地故障區(qū)段進(jìn)行指示。若是配電線路出現(xiàn)接地故障問(wèn)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(dòng)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(jìn)行自動(dòng)選擇，有較高的準(zhǔn)確率，且消耗時(shí)間很短。能夠減少非故障線路停電時(shí)間，有效提升電網(wǎng)供電的可靠性，防止故障向四周不斷擴(kuò)大。電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，必須要把這個(gè)設(shè)備和各個(gè)電流互感器進(jìn)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(jiǎn)單、殘壓很低、能夠承負(fù)多重雷擊、絕緣擊穿率非常低、運(yùn)行穩(wěn)定。這種避雷器不但能夠防止大氣過(guò)電壓?jiǎn)栴}，并且可以減小操作過(guò)電壓。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)?0kV配電線路單相接地故障問(wèn)題屬于配電網(wǎng)故障中發(fā)生概率很高的一種，所以對(duì)于配電網(wǎng)與變電裝置的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，因此必須在實(shí)踐過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，防止出現(xiàn)10kV配電線路的接地故障。

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收稿日期：2018-12-3

作者簡(jiǎn)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(jì)和10kV線路及配電設(shè)計(jì)工作。