試析農網10KV配電線路的接地故障與防范對策

曾希萍

(四川廣安愛眾股份有限公司，四川 廣安 638000)

隨著農村近年來電網改造工程的實施，10kV配電線路采用了絕緣導線或將純鋁線改為帶鋼芯的鋁絞線、更改增高了砼桿、更新了避雷器，加強了配電線路的絕緣水平，降低配電線路的跳閘率，提高供電的可靠性，減少線路的損耗，但在實際工作中特別是在雷雨雪季節和大風等天氣惡劣的條件下還是會發生接地故障，以單相接地故障較多，嚴重影響了變電設備和配電網的安全、經濟運行，對工農業生產、人民生命和財產都造成了極大的威脅。現針對10kV配電線路頻繁發生單相接地故障的原因和預防以及故障發生后的處理辦法進行分析。

一、單相接地故障的危害

單相接地故障的危害通常有對變配電設備的危害、對區域電網的危害、對人畜的危害，造成供電可靠性的降低、供電量的減少以及線損的增加。

10kV電力系統通常采用中性點不接地系統，在系統發生單相接地故障時，雖然接地相電壓為零，非故障兩相的對地電壓升高為倍相電壓，但是網絡的線電壓大小和相位差仍然維持不變，從而使接在線電壓上的受電設備的工作并不因為某一相接地而受到破壞，故一般允許繼續運行至多不超過兩小時。但是，不允許長期運行，因為一是長期運行時可能引起未故障相絕緣薄弱地方損壞而導致相間短路甚至三相短路，二是接地電流在故障點會形成穩定性或間歇性的電弧，穩定性電弧可能燒壞設備或引起兩相甚至三相短路，周期性熄滅和重燃的間歇電弧通過電網的電感和電容形成一個振蕩回路，導致相與地之間產生可能高達2.5～3倍相電壓峰值的過電壓，危害到變電設備的絕緣，后果嚴重的將導致短路事故的發生，使得在線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿或燒毀，并且燒毀其中部分配電變壓器，甚至發生電氣火災。單相接地故障未能及時得到排除，可能影響到區域電網系統的穩定，造成更大事故。如果接地配電線路沒有停止運行，就可能會造成行人特別是夜間巡視人員觸電傷亡事故的發生。

發生單相接地故障時，采取人工選線方式排查故障，將會對沒有發生故障的配電線路進行停電，中斷正常供電或長時間停運配電線路。特別是在莊稼的生長期、雷雨或地形比較復雜的情況下查找和消除故障的過程中，無法保證用戶的正常用電，將造成長時間大面積的停電，對供電的可靠性產生了較大的影響。由于配電線路接地相直接或者是間接的對大地釋放電量，會造成電能的損耗。

二、單相接地故障的原因

農網10kV配電線路單相接地故障有線路瞬時性接地故障和永久性接地故障兩大類型。

線路瞬時性接地故障的原因主要有：1、人為拋擲的物體或者是樹竹碰撞導線；2、線路絕緣子臟污，在雷雨天或者有霧濕度較大的天氣,由它們引起出現的閃絡，通常都會在天氣轉好或者大雨后消失。

線路永久性接地故障的原因主要有：1、在雷雨季節多發生線路避雷器爆炸；2、在雷雨季節經常發生直擊雷導致線路的絕緣子炸裂或斷線；3、在雷雨季節多發生配電變壓器避雷器單相擊穿；4、遭遇大風時，樹竹吹倒碰撞導線引起的接地；5、線路開關絕緣體的老化擊穿；6、線路絕緣子老化或者是由于擊穿引起的缺陷；7、線路導線老化斷線引起接地；8、在絕緣子中綁扎或者固定不牢固的導線脫落到地上；9、導線與建筑物距離近，導線風偏過大易造成導線接地；10、配電變壓器高壓引下線斷線；11、配電變壓器繞組單相絕緣擊穿或者是接地；12、同桿架設導線上層橫擔的拉帶一端脫落，搭在下排導線上；13、外力的破壞,比如人為拋擲的物體或放風箏、人為破壞和汽車撞擊；14、漂浮物，比如塑料袋及樹枝；15、由鳥類等動物引起的短路接地。在上述多種造成接地故障的原因中，雷擊引起的導線斷裂、絕緣擊穿和樹竹短接是發生配電線路接地故障的主要原因，占總故障的80%以上。綜合歸納起來就是自然氣象因素、設備因素、外力破壞是造成接地故障的主要直接原因。

三、預防和處理單相接地故障的措施

針對上述引起10kV配電線路單相接地故障的主要直接原因，在實際工作中必須采取切實可行的技術措施和預防與處理辦法。電力企業不但要加強變電站繼電保護及自動裝置的可靠投入和使用管理，還要采取加強對用戶入網設備監督管理、加強對用戶工程的驗收、加強線路設備巡視檢查和試驗、強化安全警示標志張貼及媒體宣傳、對線路進行技術改造并配合新技術新材料新設備的應用等幾種方法進行預防，以減少接地故障的發生。

1、確保變電站繼電保護及自動裝置的可靠投入和使用。電力企業應根據自身電網結構變化情況適時計算網絡參數、調整或校驗繼電保護整定值，檢查繼電器及自動裝置的良好狀況，確保故障情況下繼電保護裝置能夠準確、迅速、靈敏、可靠地動作，指令斷開故障線路斷路器并發出故障信號（音響信號及燈光信號）或只發出單相接地故障信號而不斷開斷路器。若繼電保護裝置指令斷開故障線路斷路器后，啟動自動重合閘裝置自動合上該線路斷路器成功的則為瞬時性相間或三相短路接地故障，線路恢復正常運行，這樣就減少了停電時間，確保了供電可靠性。若繼電保護裝置指令斷開故障線路斷路器后，啟動自動重合閘裝置重合該線路斷路器不成功的則為永久性相間或三相短路接地故障，線路處于停電狀態，明確該線路需要將故障排除后才能重新投入運行，恢復正常供電。只發出單相接地故障信號而不斷開斷路器時,接地信號能立即恢復的則是瞬時性單相接地故障，線路仍然正常運行；接地信號不能立即恢復的則是永久性單相接地故障，需要在兩小時內將故障排除，否則應將線路停運，待故障徹底清除后再重新投入運行，恢復正常供電。這是電力企業保證電網安全經濟運行、迅速查出故障線路及故障性質、縮小停電范圍和時間、保證供電可靠性的重要和必須的技術措施。

2、加強對用戶入網設備監督管理，落實設備準入制度。新入網用戶用電設備必須質量合格，容量不得大于用電申請容量，用電性質與申請一致；大電力用戶用電容量增加過大，必須申請變更用電容量；經常向用戶宣傳使用合格電器設備，對陳舊老化的用電設備及時維修或更換，保證人身、設備及電網安全。

3、加強對用戶工程質量管理，嚴格把好工程竣工驗收關，做到合格搭火。

4、加強巡視檢查和試驗。（1）定期對配電線路進行巡視檢查。巡視檢查內容主要有：導線與樹竹、建筑物、公路、民房等之間的水平及垂直安全距離是否達到規程要求；電桿頂部是否有鳥窩；導線在絕緣子中的綁扎及固定是否有松動或是脫離；導線是否有傷痕或斷股或絞纏現象；固定在絕緣子上的螺栓、橫擔等是否有松動；導線弧垂是否存在過大或者是過小；拉線是否存在斷裂或破壞等。及時上報處理發現的隱患和缺陷，將安全隱患消除在萌芽狀態。（2）及時測試在線路上的絕緣子、熔斷器、斷路器、避雷器等設施，對損壞及不合格的及時更換。（3）定期對配電變壓器試驗檢查，對不合格的進行及時維修與更換。

5、加強安全警示標志、標語的懸掛和張貼，加強媒體宣傳。（1）在易遭受車輛刮擦、撞擊的路段安裝反光貼或限高限寬發光條等。此措施有效提醒了司機的注意，降低了事故的發生，取得了較好的效果，適合大面積推廣。（2）懸掛“高壓有電，禁止放風箏”、“高壓線路下禁止釣魚”等安全警示標語。（3）充分利用電視、廣播媒體等傳播形式，宣傳安全用電常識，同時充分調動群眾護線組織作用，做好保護電力設施的宣傳，嚴厲打擊破壞、盜竊電力設施的不法分子。最大程度減少事故的發生。

6、對線路進行技術改造。（1）根據需要在線路上加裝分支熔斷器或斷路器，縮小故障的范圍，極大的減少停電面積及縮短停電時間，方便快速找到故障點。（2）提高配電網絕緣強度。目前農村低壓主線路普遍使用絕緣鋼芯鋁絞線，淘汰了以前的純鋁線或鋼芯鋁絞線。在城區10kV線路也多使用絕緣鋼芯鋁絞線或電纜線來達到提高配電網絕緣強度，以確保安全距離要求。還可以使用高一電壓等級的絕緣子或新型復合絕緣子。(3)在雷擊密集區，采取在配電線路上加裝避雷器、避雷線、避雷針的方式來減少雷擊引起的接地故障。（4）在導線對地、對物有交叉跨越或安全距離不夠時，采用增加電桿高度、使用絕緣鋼芯鋁絞線或電纜線來解決因此引起的觸電或接地故障。譬如在經濟林木種植地段、城區或場鎮有較高建筑物的地方、跨越鐵路公路等。

7、新技術、新材料和新設備的應用。（1）單相接地故障信號裝置的加裝。在變電站配電屏出口處加裝信號源，始端、中部及各個分支處的導線上安裝指示器，指示產生故障區域。如若配電線路發生故障后，根據指示器變化顏色來快速確定故障的范圍，且快速準確找到故障點。實踐也證明了此檢測系統能夠快速準確找到故障點，減少停電時間，提高供電可靠性，增加供電量，經濟效益明顯。（2）氧化鋅避雷器的推廣應用。經過幾年的應用推廣，我公司在配電線路和變臺上幾乎全部采用氧化鋅避雷器替代了FS-10閥型避雷器。該設備具有放電效果好、耐多重雷擊、絕緣擊穿率低、運行穩定等優點。（3）直流漏電傳感器檢測法。配合直流漏電傳感器檢測裝置的直流檢測法也日益受到青睞。該裝置由直流高壓發生器和檢測器兩部分組成，整套裝置共重9公斤，比較適于隨身攜帶，此外，12V的摩托車電池可以為直流高壓發生器充電，能夠產生2500V的直流開路電壓，在使用過程中極為方便。（4）變壓器專用線夾、新型電氣接頭的使用，也使相關電氣連接有了安全保障，減少斷線引起的短路或接地故障。

小結

現在農網還仍然有單相接地故障發生，不管從哪方面講，做好用電宣傳、設施的保護及維護等措施很重要，只有未雨綢繆，防患于未然，才能讓配電網更安全、經濟、可靠地運行。

[1]楊明.農網10kv配電線路單相接地故障檢測及防治措施[J].中國新技術新產品，2010

[2]朱建宇.農網lOkV配電線路單相接地故障分析及處理[J].學術·建設園地，2010

[3]王永生.尤愛秀.農網10kV配電線路經濟供電半徑淺析[J]山西電力，2006