農村10kV線路單相接地故障分析及處理方法的研究

摘要：本文通過對10kV配電線路單相接地故障原因的分析，指出單相接地對變電設備和10kV配網的危害及影響，提出預防和處理的方法，并探索新技術、新設備的應用，以減少單相接地故障的發生，確保10kV配網安全、經濟、穩定運行，提高供電可靠性。

關鍵詞：線路接地危害處理方法

0 引言

近年來，我國開始進行針對農村的電網改造工程，農村10kV配電線路運行水平和線路的狀況已經有了顯著的提升，目前的10kV配電線路差不多全是中性點不接地的“三相三線”供電方式。這種供電方式的優勢很明顯，主要是使得配電線路的絕緣水平有所增強，也使得配電線路的跳閘率有所下降，使供電的可靠性大幅度地提升，并減少了線路的損耗，可以說這種供電方式的實施，對于我國供電工程的發展有著重要的意義。當然，這種供電方式也存在有自身的弊端，在實際的運行中經常會出現單相接地故障，這種狀況在惡劣的天氣情況下出現的頻率越高，這種故障的發生對變電設備以及配電網的安全運行具有巨大的影響。

隨著社會經濟的發展，對電力需求日益增長，同時對供電質量和配電自動化的水平提出了更高的要求。配電網大多采用小電流接地系統，因此小電流接地系統中的單相接地故障定位研究一直是電力系統的研究熱點。在電力系統中，單相接地故障占全部故障的60%以上，而單相接地故障產生的特點又與電力系統中的工作方式有關，所以有必要對10kV線路單相接地故障進行研究。

1 單相接地故障的特點

單相接地故障在10KV配網系統發生的時候，變電站的絕緣檢查裝置會自動報警，母線接地光子牌等亮。出現接地故障的時候，相電壓會下降，甚至會接近零電壓，而兩相電壓會比相電壓要高，并且會與線電壓比較接近。如果相電壓顯示比較平穩，就證明線路接地并沒有問題，如果電壓表波動比較大的話，那么很可能是間歇接地。而如果出現了弧光接地的話，那么一產生電壓，就會造成非故障相電壓的上升，甚至會超過電壓表的最大數值，并造成PT保險的損壞。

2 單相接地故障的判斷

2.1 根據在平時工作的經驗，如果PT高壓側熔斷器中的一相有接地信號發出了，而其他的兩相電壓升高，通過檢測線路的電壓并沒有變化，就說明是單相接地故障。

2.2 線路的單相的導線出現短線，那么大負荷的單相設備會因為三相的負荷不均衡而造成中性點的電壓增加，電網并沒有接地，這個時候絕緣檢查裝置會發出信號。

2.3 因為勵磁感抗和地電抗會產生鐵磁諧振，同時會產生出電壓，這種現象主要出現在給母線合閘的時候，通常情況下出現這種現象的時候也會有接地信號的傳出，但是系統也沒有接地的故障。

2.4 變電站母線和架空線路的排列有著一定的要求，如果排列的不對稱的話，就可能使得熔斷器中的一相熔斷，這就會造成中性點的電壓增加，并且接地信號發出，此時電網系統也沒有接地。

2.5 在遇到惡劣天氣的時候，通常是雷擊，會出現孤光接地，此時的絕緣檢查會發出接地的信號，而實際上，電網并沒有接地。

3 單相接地故障發生的原因

農村地區10kV配電線路在實際運行中，發生單相接地故障主要由以下幾種原因：

3.1 導線原因。導線的原因有很多，在實際的工作中經常遇到的是：導線斷線落在了地上；導線脫落到了橫擔上；導線和附近的建筑物以及樹木距離太近等。

3.2 配變原因。配電變壓器高壓引線斷線；配電變壓器10kV避雷器或跌落保險絕緣擊穿；配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地。

3.3 線路絕緣擊穿。線路絕緣子擊穿；線路上的柱上開關、刀閘擊穿。

3.4 外力破壞。外力的破壞主要是兩種，一種是鳥類的破壞，另一種是外界的漂浮物的破壞。

4 10KV配電線路接地故障簡單查找方法

10KV配電線路是由農電人員管理的。在實際運行中經常有接地故障的發生，接地故障反應到變電站的保護上只能是母線接地。通過接地選線儀才能確定是哪一條線路的故障。當拉出故障線路后，查找線路的故障點又是一件比較麻煩的事。在這里介紹一種比較簡單實用的方法。線路接地后，接地相的對地電阻為零。這種方法的原理就是利用的這一點。

方法：線路停電后，將線路上的各支線開關斷開。在每一段線路上找一處方便的地方，用兆歐表搖測線路的對地電阻，如不為零，則說明該段線路沒有接地故障。否則，則說明該段線路存在接地故障。然后將該段線路的配電變壓器逐臺拉開，再進行測試。如拉開某臺配變時，測量顯示接地故障消失，則說明故障出在該臺配變。消除后就可送電。如配變全部拉完后還沒有消失，則說明故障出現在該段線路，可對該段線路再進行巡視。

采用此方法可以大大減輕巡線的工作量。并且非常準確，在實際使用中非常方便。

5 單相接地故障的危害和影響

10KV的線路在出現單相接地故障之后，在變電站的母線上，電壓互感器就能夠檢測到零序電流，同時在開口的三角形上也會出現零序電壓，當電壓互感器上的鐵芯達到飽和狀態的時候，會增加勵磁電流，如果長時間的運作的話，可能會造成電壓互感器的損壞。

另外，單相接地故障還可能造成更大的事故，因為，在單相接地故障發生后，很可能會出現超過正常電壓很多倍的諧振過電壓，這種超高的電壓會對變電設備的絕緣具有很大的影響，嚴重的話可能會造成變電設備絕緣擊穿。

6 應對單相接地故障的新技術、新設備

6.1 小電流接地自動選線裝置 在變電站安裝上這種設備的話，就能夠自動發現單相接地故障的線路了，并且速度很快，具有很高的準確率。這種設備與人工選線的方法比較，這種設備的優勢主要在于避免了對于其他沒有出現故障的線路停電，使得供電的可靠性和穩定性有了大幅度的提升。

6.2 單相接地故障檢測系統 在變電站的配電出線出口處加裝信號源，在配電線路始端、中部和各分支處三相導線上加裝單相接地故障指示儀，指示故障區段。配電線路發生單相接地故障后，根據指示儀的顏色變化可以快速確定故障范圍，迅速查到故障點。

6.3 使用帶脫離器的氧化鋅避雷器 在配電線路和變臺上安裝帶脫離器的氧化鋅避雷器，當落雷擊穿時，脫離器爆裂、脫落，可以迅速發現故障點，減少巡線時間，同時該類型避雷器放電效果較好，絕緣擊穿率低，運行比較穩定。

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