配网线路接地故障快速查找与预防

[摘 要]在电网运行中，配网线路接地故障是常见的一种故障，对接地故障和快速查找与预防对线路的修复与保证供电可靠性意义重大。本文分析了配网线路接地故障的形成，并介绍了其快速查找与预防的措施。

[关键词]配电网；接地故障；预防

中图分类号：TM8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0084-01

一、配网线路接地故障的形成

配电线路故障，特别是单相接地故障，是否能够快速、准确定位，不仅对线路的修复、保证供电可靠性有重要意义，而且对整个电力系统的安全、经济运行也有十分重要的作用。当配电网的电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高。如果发生间歇性弧光接地时，能够引起弧光过电压，系统绝缘受到威胁，容易扩大为相问短路。因此必须尽快找到故障线路，尽快排除故障。

配电线路在实际运行中，发生单相接地故障的主要原因有导线在绝缘子上绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线断线落地或搭在横担上；配电变压器高压引下线断线；导线风偏过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿；同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；导线上的分支熔断器绝缘击穿；绝缘子击穿；线路落雷；树木短接等。以上多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树木短接是配电线路发生单相接地故障最主要的原因。

二、方法配网线路接地故障快速查找

（一）接地故障的快速查找的一般方法

接地故障的快速检查与巡视，有以下二种方法：不停电时，利用拉合线路开关快速查找接地故障点；停电以后，利用接地摇表（仪器）快速查找接地故障点。

1、通过拉分段开关快速查找接地故障点

依据：配电网运行规程（2010-10-26）7.2.3：中性点小电流接地系统发生永久性接地故障时，应先确认故障线路，然后可用柱上开关或其它设备（负荷开关、跌落熔断器需校验开断接地电流能力，否则应停电操作）分段选出故障段。

（1）如果变电站母线出现接地信号，在未确定接地线路的情况下，可以通过线路上的分段开关来判断是哪一条线路发生接地故障。

拉合线路分段开关的原则：先拉最靠近变电站的那一级开关。这样可以快速地排除无故障的线路。

（2）已知哪一条线路接地以后，可以通过拉开线路分段开关的办法，判断故障点在线路的什么位置。

拉开线路分段开关时，拉开一个开关，检查一下接地信号有没有消失。据此判断接地故障点在哪一段线路。

2、利用接地摇表查找接地故障点

如果错过了宝贵的2小时，在2小时之内未找到故障点，线路被迫停电，查找接地故障最快的方法，就是使用接地摇表（或其他试验设备）来查找故障点，同样采用分段的方法来查找（排除法）。

找到任意一个点，先测量一下线路，确认能够监测到接地，然后依次断开分段开关，逐段进行排除。

风险：变电站开关断开，但未合接地刀，线路上也无接地线或接地刀，处于无任何保护状态。

使用摇表测量线路接地故障的安全措施：（1）进行测量时，先用验电笔对线路进行验电。（2）确无电压后，再对线路进行放电，然后方可进行测量。（3）操作摇表人员戴合格的绝缘手套。（4）摇表引线连接导线时，使用绝缘杆将连线接触到线路上。如发现有放电打火现象，应立即停止。（5）严禁手握连接线直接碰触线路。

（二）基于注入信号法的配电网单相接地故障定位

基于注入信号法的配电网单相接地故障定位虽已经在中国配电网中应用非常成功，随着人们对供电可靠性的要求不断提高和配电网自动化的发展，现场一直渴望有定位精度高的自动定位保护来快速找到故障位置，因此有必要用注入信号法的故障定位技术实现自动定位。故障时，在注入TV的一次侧中性点、故障线路、故障点和大地之间形成注入信号电流的回路。显然，根据故障馈线沿线是否流过注入信号电流就可以判断故障的准确位置。沿故障馈线的注入信号电流的自动检测和传送是实现注入信号法自动故障定位的关键问题。

配电网自动化系统中，通常可以在各馈线开关处安放馈线终端装置来采集开关处的参数，利用FTU上传的各开关处的零序故障电流就可实现故障定位。因此可以把专门的注入信号电流探测器安装于FTU的位置，注入信号电流探测器从FTU获取工作电源，并利用FTU的上传通信通道将注入信号探测结果上传至主机。从而可以利用上传的注入信号电流和零序故障电流进行判断故障位置。

（三）基于网络拓扑的故障区段判定方法

这里提出一种基于网络拓扑的故障区段判定方法，具体做法是，在故障馈线上，有注入信号电流流过的注入信号探测器将探测到注入信号电流并将这个信息上传给主机，主机据此可生成注入信号信息向量G，通过与故障馈线网络结构相关的探测器邻接矩阵和注入信号信息向量，经过运算，可以得到一个故障判定矩阵P，由矩阵P形成故障判定信息表，对信息表约简得到核属性，根据核属性可以判定故障区段。

三、配网线路接地故障预防

（一）改善配网结构和布置

加装联络及分段断路器，减少故障和停电检修范围。针对跳闸严重的线路，尽快进行线路改造，使设备达到安全要求。缩小供电半径，重点发展区域线路总长控制在5km以内，供电半径控制在2～3km，主干线的截面不小于185mm2。

（二）应用性技术新设备

1、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，已有部分变电站加装了这套装置，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。

2、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一些县局应用，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。

3、金属氧化物避雷器

在配电线路和变台上采用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[2]，绝缘击穿率低，运行稳定。

（三）合理安排检修计划

提高设备质量缩短检修时间。大力推广断路器及封闭式电器，提高设备的运行可靠性。有条件的地方逐步推行带电检测装置。逐步采用环网柜，首先考虑配电线路自动化，当发生故障后能自动隔离故障区段，自动恢复对非故障区段的供电。同时要推广使用故障指示器，缩短故障寻找时间。

（四）加强电网的维护

1、防止外力破坏措施

为减少车辆碰撞杆塔事故，尽量迁移杆塔，不能迁移的可以在杆塔上悬挂醒目的反光漆牌，以引起车辆驾驶员的注意。采取设置醒目的禁止警示牌、印发传单等方式加强宣传教育，以防止风筝、彩条等造成短路。呼吁城市建设工作统一规划，并考虑电力设施的配套工程。劝告不要攀登带电杆塔，不要打破线路绝缘子或往导线上扔铁丝类异物。

2、防雷击和大风事故措施

在空旷的架空线路上，采取安装金属氧化物避雷器等防雷措施，更换、安装支柱式绝缘子或瓷横担，检查、整改接地装置。对影响安全供电的树木进行适当的修剪，对城市树木生长茂盛的街道，可将10kV线路电杆高度提高到18m，使导线高度超过树冠。

3、解决环境污染问题

对化工企业附近的配电设备，进行防锈蚀，更换绝缘导线、瓷绝缘子及金具工作；对于设备污闪问题，应定期开展防污工作，对瓷绝缘子等设备定期清扫，及时更换劣质瓷瓶，将事故消灭在萌芽状态。采用防污型绝缘子，提高防污等级，调整爬距，改善设备的防污性能。

参考文献

[1] 李炳强.论配网线路接地故障快速诊断及处理[J].中国高新技术企业，2014年20期.

[2] 黄景云.浅谈10kV线路接地故障的处理[J].城市建设理论研究（电子版），2011年28期.