一起10 kV配電線路單相接地故障引發的思考

李冬英

（恩施職業技術學院電氣與機械工程系，湖北 恩施 445000）

一供電區域內一條10 kV線路發生速斷跳閘事故，經過對事故線路進行全線巡視，僅發現一臺配電變壓器V相跌落式熔斷器引線燒斷并碰觸電桿。故障處理后恢復送電時，線路U相又出現單相接地。經第二次巡線，發現U相線路一只針式絕緣子內部擊穿，更換絕緣子后，調度中心恢復送電正常。事故分析:V相接地后，其它兩相的對地電壓升高，使U相絕緣子擊穿產生強大的短路電流引起速斷跳閘。

1 單相接地故障產生的原因

我國農、林墾的電網改造工程竣工以后，配電電網安全穩定運行水平得到了很大的提高，但由于種種原因，各種故障和不正常運行狀態還時有發生，同時，各種觸電事故時有發生（如在田間地頭撿拾掉落地上的導線引起的觸電事故），究其原因，一方面是因為缺乏基本的安全用電常識，另一方面還與單相接地故障的發生存在密不可分的聯系。因此，對于如何正確認識單相接地故障，對單相接地故障采取何種有效的防范措施以確保電網電力系統的安全、可靠和穩定運行就顯得尤為重要。

單相接地故障產生的原因主要有:①設備絕緣不良，如老化、受潮、絕緣子破裂、表面臟污等；②外力破壞（如雷雨、大風天氣）；③人為過失。

2 單相接地故障的危害

（1）對變電設備的危害。10 kV配電線路發生單相接地故障后，電壓互感器可以繼續運行，但持續時間不應超過2 h。10 kV電壓互感器鐵芯的磁通密度選擇標準，在正常運行電壓下取0.7～0.9 T。當系統發生一相接地時，未接地相電壓升高到線電壓，鐵芯勵磁電流增加，因此，在未接地相的鐵芯中，磁通密度比正常運行電壓時增高很多，可達到1.4～1.6 T，這時鐵芯嚴重飽和，使電壓互感器鐵芯中所產生的熱量相應增大。這種勵磁電流的增加，造成嚴重的過負荷運行，容易燒毀電壓互感器。

（2）對配電設備的危害。單相接地故障發生后，可能產生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的過電壓，過電壓將進一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿，造成嚴重的短路事故。可能使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，嚴重者可能發生電氣火災。

（3）對供電可靠性的影響。發生單相接地故障后，為了處理故障，一方面需要進行人工選線，對未發生單相接地故障的配電線路進行停電，因此影響供電可靠性；另一方面發生單相接地的配電線路將停運，在查找故障點和消除故障中，不能保障用戶正常用電，也會對供電可靠性產生較大影響，造成不好的社會影響。

（4）對人身的危害。對于導線落地這一類單相接地故障，如果接地配電線路未停運，對于行人而言，可能發生觸電傷亡事故（如農民撿拾落地導線所致觸電事故）。

（5）對線損的影響。發生單相接地故障時，由于配電線路直接或間接對大地放電，將造成較大的電能損耗。

3 單相接地故障的預防和處理

（1）建立和健全規章制度，供電系統中的很多事故都是由于制度不健全或違反操作規程而造成的。因此必須要建立和健全必要的規章制度，特別是要建立和健全崗位責任制，把責任落實到人，防患于未然，及時發現各種隱患和解決存在的問題。

（2）加強絕緣薄弱環節的絕緣，對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備進行絕緣測試，不合格的及時更換。

（3）對電力工人進行培訓，提升他們的專業知識水平，杜絕人為因素的影響。

（4）在配電線路上加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時間，有利于快速查找故障點。

（5）裝設絕緣監察裝置。絕緣監察裝置主要用來監視小接地電流系統相對地的絕緣狀況。系統正常運行時，三相電壓對稱，開口三角形兩端電壓接近于零，繼電器不動作。在系統發生一相接地時，接地相電壓為零，另兩個互差120°的相電壓疊加，則使開口處出現將近100 V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發出報警的燈光和音響信號。值班人員根據信號和電壓表指示可以知道發生了接地故障且知道故障相別。（但不能判別是哪一條線路發生了接地故障，如果高壓線路較多時，采用這種絕緣監察裝置是不夠的。由此可見，這種裝置只適用于線路數目不多，并且允許短時停電的供電系統中。）

（6）裝設單相接地保護。這是一種利用零序電流互感器使繼電器動作來指示接地故障線路的保護裝置。這種保護裝置要求在6～10kV線路的每路出線上都裝設零序電流互感器TAN，它利用單相接地故障所產生的零序電流使保護裝置動作，發出報警信號。這種單相接地保護裝置能夠較靈敏地監察小接地電流系統的對地絕緣，而且從各條線路的接地保護信號可以準確判斷發生單相接地故障的線路，因此它適用于高壓出線較多的供電系統。

（7）當線路上不具備安裝零序電流互感器的條件時，且出線條數不多時，用依次斷開線路并繼之以自動重合閘的方法尋找故障點。

4 結語

隨著2002年和2003年的一、二期農村電網建設改造工程的完工，我國的網架結構日趨合理，穩定水平得到了提高，但必須結合全國電力負荷快速增長的實際，重視和解決電網穩定、供電可靠性、供電能力和電網抵御自然災害能力的問題，不斷提高電網安全穩定運行水平，為社會經濟發展和人民生活水平提供服務。

［1］劉介才，戴紹基.工廠供電［M］.北京:機械工業出版社，1999（12）:144～178.

［2］《進網作業電工培訓教材》編委會編.《進網作業電工培訓教材》低壓電工篇［M］.北京:中國水利水電出版社，2001（2）:87～92.

［3］丁毓山，雷振山.中小型變電所實用設計手冊［M］.北京:中國水利水電出版社，2000（5）:181～183.

［4］北京供電局用電管理處.實用電工問答［M］.北京:水利電力出版社，1982，（8）:150～152.