刍议10kV 配电线路接地故障的措施

摘 要：近几年来，随着农村 10kV 配电改造工程的实施，农村 10kV 配电线路供电方式改造为中性点不接地的“三相三线”供电方式。10kV 配电线路供电方式的改变，增强了配电线路的绝缘水平，降低了配电线路的跳闸率，提高了供电可靠性，减少了线路损耗，意义重大。在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，所有故障中最突出的故障是线路接地故障，而接地故障中单项接地故障尤为常发，且查找和处理起来也比较困难，导致整条 10kV 馈线停电，更严重的是在接地的情况下运行可能引发人身事故。

关键词：配电线路；供电可靠性；接地故障；人身事故

中图分类号：U223文献标识码： A

电力系统分类电力系统可分为大电流接地系统(包括直接接地、经电抗接地和低阻接地)、小电流接地系统[1](包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国 3kv～66kv 电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。小电流系统常见故障在小电流接地系统中[3],常见的故障是单相接地故障。10kv 配电线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是广东省有春季多梅雨、夏季多台风的气候特点,在恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生。本文就10kv 配电线路接地故障发生的原因、处理办法以及采取的新技术、新设备等方面进行分析。

1 接地故障的类型和判断

1.1 单相完全接地（金属接地）：一相电压为零，两相升高为线电压。（电压为0的相为接地相）

1.2 单相不完全接地（非金属接地）：一相电压降低但不到零，两相升高但不相等，其中一相可略超过线电压。（电压降低相为接地相）单相接地故障的相别和配电线路，停运该配电线路(规程规定可以故障运行 2小时，但考虑到继续运行一段时间后可能致单相接地故

障扩大成其它事故，故一般停运)，汇报当值调度员，由配电线路的运行维护人员处理故障。

1.3 单相断线：一相电压升高，不超过 1.5U 相，两相电压降低且相等，不低于0.866U 相。（电压升高相为断线相）

1.4 两相断线：一相电压降低，但不到零，两相电压升高且相等，不超过线电压。（电压升高相为断线相）系统来说还可以划分为瞬间接地（不久接地信号复归）和永久接地（接地故障消除后才复归）[2、4]。

由于 10kv配电线路接地故障以单相接地最为常发，现以10kv 配电线路单相接地故障展开分析。

2 单相接地故障发生的原因

农村 10kv 配电线路在实际运行中，通过归纳和总结，发生单相接地故障主要有以下几种原因（:1）导线断线落地或搭在横担上。（2）导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上。（3）导线风偏过大,与建筑物距离过近。（4）配电变压器高压引下线断线。（5）配电变压器台上的10kv避雷器或 10kv熔断器绝缘击穿。（6）配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地。（7）绝缘子击穿。（8）线路上的分支熔断器绝缘击穿。（9）同杆架设导线上层横担的拉带一端脱落，搭在下排导线上。（10）线路落雷。（11）树木短接。（12）鸟害。（13）飘浮物(如塑料布、树枝等)。（14）其它偶然或不明原因。在以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树木短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因，对近几年来单相接地故障原因统计，上述三种原因占总故障原因的80%以上[2、4]。

3 单相接地故障的危害和影响

3.1 对变电设备的危害

10kv 配电线路发生单相接地故障后，变电站 10kv 母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故[5]。

单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。

3.2 对配电设备的危害

单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾。

3.3 对区域电网的危害

严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统稳定，造成更大事故。

3.4 对人畜危害

对于导线落地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员(特别是夜间),可能发生人身触电伤亡事故，也可能发生牲畜触电伤亡事故。

3.5 对供电可靠性的影响

发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性，另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件和山区、林区等复杂地区以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。[5]

3.6 对供电量的影响

发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故障配电线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万度，影响供电企业的供电量指标和经济效益。

3.7 对线损的影响

发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间(不超过 2小时)，将造成更大的电能损耗。

3.8 预防办法

对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生：

3.8.1 对配电线路定期进行巡视，主要是看导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉带螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。

3.8.2 对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备定期进行绝缘测试，不合格及时更换。

3.8.3 对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。

3.8.4 在农村配电线路上加装分支线路分段开关，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。

3.8.5 在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子, 提高配电网绝缘强度。

4 发生单相接地故障后的处理办法

例如：110kv 某站 10kv 沙塘干 B 相全接地故障，当值调度员发现接地故障讯号，即断开 110kv 某站 10kv 沙塘干 708 开关，然后通知我所查线，我所开展工作如下：

4.1 电话通知全所人员立即回所待命

4.2 明确人员分工，分成 5 个小组，每组 4 人。夜间查线时，准备充足的照明灯具。分工如下：

断开 10kv沙塘干曲塘分#1塔914开关（以该开关4刀为界）。

第1组人员巡视10kv沙塘干全线。

第2组人员巡视10kv沙塘干的。

断开 10kv沙塘干曲塘分 #72杆 915开关；断开 10kv 沙塘干竹仔顶支 #5杆 917 开关；断开 10kv 沙塘干上大角支 #10杆 918 开关（以该开关4刀为界）。

第3组人员巡视10kv沙塘干曲塘分#1杆至 #40杆及其支线。

第4组人员巡视10kv沙塘干曲塘分#40杆至 #72杆及其支线。

第 5 组人员巡视 10kv 沙塘干曲塘分的。

4.3 讲述故障的发生情况，明确分工后，讲述线路设备的巡视内容和下述方法、安全措施及其他注意事项，明确发现问题时应立即报告的抢修负责人。并要求务必认真巡视，杆杆到位。

4.4 第 1、2、3、4、5、组

第 1、2组巡视 10kv 沙塘干曲塘分上大角支 #10杆后全线，巡线无发现情况试送上大角支#10杆 918开关。

第 3、4 组巡视 10kv 沙塘干曲塘分 #72杆后全线，巡线无发现情况试送曲塘分#72杆915开关。

第5组巡视 10kv 沙塘干曲塘分竹仔顶支 #5 杆后全线，巡线发现接地故障，立即完成处理后，试送竹仔顶支#5杆 917开关。

需明确的具体方法如下：

当配电线路发生单相接地后，在当值调度员指挥下，运行维护单位应立即组织人员巡视线路，查找故障点，首先分析故障线路的基本情况：线路环境（有无存在未及时处理的树害），历史运行情况（原先经常接地）等，判断可能引起的接地点，然后去现场进行确认。但不在掌握线路情况或线路分段较少的情况下，一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆设备全面巡视，直至发现接地点。在查找过程中可以采取分片、分段、分支、分设备的“排除法”并与绝缘摇表摇测（在安全措施不完善和线路设备较长较多的情况下，实施起来不实际）、蹬杆检查等办法相结合，尽快找到故障点并消除。如果上述办法未查找到故障点，可请求当值调度员对故障线路试送电一次，如成功，则可能是其他不明偶然原因造成，不成功，则用“排除法”继续查找，由线路运行人员对线路分断点的形状或断路器进行开断操作，并同时用电话与当值调度员进行联系，根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围，直到查找到并消除故障为止。

5 应用新技术新设备

5.1 单相接地故障检测系统

在变电站的配出线出口处加装信号源，在配电线路始端、中部、分段开关和各分支处三相导线上加装单相接地短路故障指示器，指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后，根据指示器的颜色变化可快速确定故障范围，快速查到故障点。目前这一检测系统已在一些地区应用，能够快速查找故障点，节省时间，提高供电可靠性，增加供电量，取得了较好效果。

5.2 托挂式金属氧化物避雷器

在配电线路和变台上采用托挂式金属氧化物避雷器代替FS-10 阀型避雷器，放电效果好，可以耐多重雷击，绝缘击穿率低，运行稳定，并且更换简便。

5.3 安装避雷线或避雷针

综上所述，雷雨季节用传统方法查找10kv 线路接地故障有较大的困难，采用单相接地故障检测系统可以收到预期的效果。而且操作简便，速度快，比传统的处理方法要轻易得多，值得推广。并且 10kv 配网是电力系统与用户直接相连的重要环节，点多线长面广，运行环境较为复杂，它的安全运行水平直接影响供电企业的经济效益和社会效益。我们应重视 10kv 配网管理，应在实践中总结经验，要做好各方面的管理工作,并积极应用新技术、新设备，预防线路故障发生，提高线路供电可靠性,从而保证电网的安全、经济和稳定运行，更好地满足社会经济发展的需要。

参考文献

[1]赵彦伟，李志峰.小电流接地选线装置运行现状分析[J].电力学报，2012.

[2]叶启明.单相接地故障的检查及处理[J].湖北水利发电，2010(2).

[3]肖白,束洪春,高峰.小电流接地系统单相接地故障选线方法综述[J].继电器,2011(4).

[4]贺红星.10kv 单相接地故障的分析[J].农村电气化，2008（8）.

[5]宁岐.架空配电线路及设备典型故障[M].中国水利水电出版社,2009.