刍议10 kV配电线路接地故障原因分析及预防措施

摘要：10 kV配电线路大量地应用在城镇和乡村，由于负荷变化、设备老化、天气变化等各种因素，一年四季各种故障发生率较高，直接影响用户供电。因此，文章就对10 kV配电线路单相接地故障发生的原因、变电设备和配电网的安全、单相接地故障的预防、发生后的处理办法以及采取新技术、新设备等进行分析。

关键词：10 kV；配电线路；故障处理；防治措施

中图分类号：TM862文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0042－02

随着城市的发展和经济的加快，在城镇及农村的电网改造工程的实施中，10 kV配电线路迅速增加。供电方式主要为中性点不接地的“三相三线”。10 kV配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障。特别是在雨季、大风等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生，严重影响了变电设备和配电网的安全、经济运行。

1单相接地故障的原因

1.1单相接地故障检测

当线路因某种原因导致10 kV配电线路发生单相接地故障后，工作人员通过变电站10 kV母线上运行的电压互感器和10 kV母线绝缘监察装置等检测到接地故障并发出接地信号，提示调度值班员进行处理，经过选线及分析，最终会确定发生单相接地故障的相别和配电线路，同时汇报上级调度，通知配电线路的运行维护人员查找处理故障。

1.2单相接地故障发生的原因

10 kV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：导线接头断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线风偏过大与建筑物距离过小；拉线被盗后，落在导线上；配电变压器高压接头引下线断线；配电变压器台上的10 kV避雷器或10 kV熔断器绝缘击穿；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；绝缘子击穿；线路上的分支熔断器绝缘击穿；同杆架设导线上层横担的拉带一端脱落，搭在下排导线上；线路落雷，绝缘子污闪或被击穿；树木短接；鸟害；其他异物（如塑料布、铁丝、树枝等）等落在导线上；其他偶然或不明原因。

在以上诸多原因中，导线断线、异物搭接、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，对近年

来单相接地故障原因统计，上述4种原因占总故障原因的85%以上。

导线断线主要表现在以下方面：一是在导线接头处，接触不良，发热烧断；二是导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；另外就是导线经过其他施工地段，特别是放炮的地段时，容易引起的断线。异物搭接是指其他物体在大风等条件下，搭落在导线上。绝缘子击穿主要是指绝缘子的污闪及雷击。而树木短接表现在树木直接穿过裸线及树枝落在线路上。

2单相接地故障的危害和影响

2.1对变电设备的危害

10 kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10 kV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，近年来，已发生过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。

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。

2.2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。

2.3对区域电网的危害

比较严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统稳定，使较大范围地域停电，造成更大事故。

2.4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。

2.5对供电可靠性的影响

发生单相接地故障后：①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；②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、雨等恶劣气候条件和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，使线路的维护工作量成倍增大。

2.6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。

2.7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，将造成更大的电能损耗。

3预防和处理办法

3.1预防办法

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

（1）在对配电线路进行定期巡视时，主要是看导线与树木、建筑物的距离，是否符合规程要求；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；导线是否有外伤和松股；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以及被盗；导线弧垂是否过大或过小等。

（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，重点检查变压器的绝缘是否良好。变压器的高压引下线接头是否接触良好。

（3）要对配电变压器及10 kV公用变定期进行检查和试验，对不合格的变压器及时更换。

（4）在配电线路上加装分支熔断器和避雷器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，预防雷害，有利于快速判断及查找故障点。

（5）在对配电线路的检修和维护时，要重点查看耐张杆塔导线的接头是否发热变形，线路上绝缘子是否雷击。

（6）注重线路的基础建设，合理预测未来负荷；选择和负荷相匹配的导线截面；缩短线路的供电半径；合理布设配变位置，降低线路的接头发热；实践证明，这样将会有效减少线路的单相接地故障的发生。

（7）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。实践证明，在部分线路上经常使用防污绝缘子和玻璃绝缘子，效果很好。

3.2发生单相接地故障后的处理办法

当配电线路发生单相接地后，在上级调度人员指挥下，运行维护单位应立即组织人员巡视线路，查找故障点，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、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，可请求上级调度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，直到查找到并消除故障为止。这是传统的老方法，建议在线路上采用新技术、新设备，可有效减少停电时间，缩小停电范围，减轻线路的维护工作量。

4应用新材料、新技术、新设备

（1）在市区的城网改造中，对负荷大且重要的线路，采用绝缘导线和配套的耐张线夹，增强线路的绝缘强度：对线路易出故障的导线接头，采用先进的穿刺线夹，不仅导线接触良好，还可以连接大小不同的导线：采用新材料改造后的线路，几乎不发生单相接地故障。

（2）对有条件的地区和线路，直接采用电缆铺设。也可有效减少单相接地。

（3）采用小电流接地自动选线装置。在变电所加装小电流接地自动选线装置，此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路，时间短，准确率高，改变传统人工选线方法，对非故障线路减少不必要的停电，提高供电可靠性，防止故障扩大。目前，已有其他城市部分变电站加装了这套装置，并取得了良好效果。在实际应用中，应注意此装置与各配出线间隔上的零序电流互感器配合使用，否则不能发挥任何作用。

（4）单相接地故障检测系统。在变电所的配出线出口处加装信号源，在配电线路始端、中部和各分支处三相导线上加装单相接地故障指示器，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其他局应用，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结束语

总之，在10 kV配网管理运行中，只有认真地做好配网运行事故的原因分析，采取可靠的预防措施才能更好地保证电网安全、稳定的运行。

参考文献

1 曹杰.农村10 kV配电网故障原因分析及预防措施［J］.大众用电，2007（07）

3 芮静康.常见电气故障的诊断与维修［M］.北京：机械工业出版社，2007

Discussion on the Cause Analysis and Preventive

Measures of 10 kV Distribution Line Ground Fault

Zhu Fengming

Abstract: 10 kV distribution lines are largely applied in towns and villages. Due to load change, aging equipment, weather and other factors, the incidence of various faults is higher throughout the year, which directly affects the electricity supply to consumers. Therefore, the article analyzes the cause of phase－to－earth fault on 10 kV distribution line, the safety of substation equipment and distribution network, the prevention of phase－to－earth fault, treatment approaches after fault, the adoption of new technologies and new equipment, etc.

Key words: 10 kV; distribution lines; troubleshooting; control measures