淺談變電所10kV配電線路單相接地故障與處理方法

張修煒

(國網 山東鄆城縣供電公司，山東 鄆城274700)

變電所10kV 配電線路。經常會由于單相接地而產生各種故障,如果遇到惡劣的天氣,產生的故障則會更加復雜和頻繁,單相接地會使用戶的用電產生間斷, 雖然接地系統能夠在單項接地故障產生時, 維持12 小時的供電量,這仍然會影響到配電設備的安全運行。

1 單相接地故障產生的原因

1.1 單相接地故障產生的主要原因

當線路因某種原因導致10kV 配電線路發生單相接地故障后,通過變電站10kV 母線上運行的電壓互感器,10kV 母線絕緣監察裝置等檢測到接地故障并發出接地信號,提示調度值班員進行處理,經過選線及分析,最終會確定發生單相接地故障的相別和配電線路,匯報上級調度,通知配電線路的運行維護人員查找處理故瘴。如經巡視不能及時發現處理故障點,一般會停運該配電線路(規程規定可以故障運行2 小時,但考慮到繼續運行一段時間后可能導致單相接地故障擴大成其它事故,故一般停運。

1.2 單相接地故障發生的其他原因

10kV 配電線路在實際運行中,通過歸納和總結,發生單相接地故障主要有以下幾種原因：

1）導線接頭斷線落地或搭在橫擔上

2）導線在絕緣子中綁扎或固定不牢,脫落到橫擔或地上

3）導線風偏過大,與建筑物距離過小

4）拉線被盜后,落在導線上

5）配電變壓器高壓接頭引下線斷線

6）配電變壓器臺上的10kV 避雷器或10kV 熔斷器絕緣擊穿

7）配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地

8）絕緣子擊穿

9）線路上的分支熔斷器絕緣擊穿

10）同桿架設導線上層橫擔的拉帶一端脫落,搭在下排導線上

11）線路落雷,絕緣子污閃或被擊穿

12）樹木短接

13）鳥害

14）其它異物(如塑料布、鐵絲、樹枝等)等落在導線上

15）其它偶然或不明原因

在以上諸多種原因中,導線斷線、異物搭接、絕緣子擊穿和樹木短接是發生配電線路單相接地故障最主要的原因,對近幾年來單相接地故障原因統計,上述四種原因占總故障原因的85%以上。導線斷線主要表現：一是，在導線接頭處,接觸不良,發熱燒斷。一是，導線在絕緣子中綁扎或固定不牢,脫落到橫擔或地上,另外就是導線經過其它施工地段(特別是放炮的地段)時,容易引起的斷線。異物搭接是指其它物體在大風等條件下,搭落在導線上。絕緣子擊穿主要是指絕緣子的污閃及雷擊；而樹木短接表現在樹木直接穿過裸線及樹枝落在線路上。

2 單相接地產生故障的危害

2.1 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。同時可能燒毀配電變壓器,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。

2.2 對配電網的危害

嚴重的單相接地故障, 可能破壞區域電網系統穩定, 造成更大事故。

2.3 對變電設備的危害

10kV 配電線路發生單相接地故障后,電壓互感器鐵心飽和,勵磁電流增加,如果長時間運行,將燒毀電壓互感器。單相接地故障發生后,也可能產生幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危及變電設備的絕緣,嚴重者使變電設備絕緣出穿,造成更大事故。

2.4 對供電可靠性的影響

發生單相接地故障后,一方面要進行人工選線,對未發生單相接地故障的配電線路要進行停電,中斷正常供電,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,不利于查找和消除故障,將造成長時問、大面積停電,對供電可靠性產生較大影響。

2.5 對線損的影響

發生單相接地故障時,由于配電線路接地直接或間接對大地放電,將造成較大的電能損耗,如果按規程規定運行一段時間(不超過),將造成更大的電能損耗。

2.6 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,對于行人和線路巡視人員,可能發生人為觸電傷亡事故。

3 對單項接地故障處理辦法以及預防措施

3.1 對單相接地故障故障的處理辦法

配電線路發生單相接地故障后,運行維護單位應立即組織人員巡視線路,查找故障點,在查找過程中采取分片、分段、分設備的“排除法”,并與絕緣搖測、蹬桿檢查等辦法相結合,盡快找到故障點并消除故障。如果上述辦法未查找到故障點,可請求上級調度對故障線路試送電一次,如成功,則可能是其它不明偶然原因造成；不成功,則用“排除法”繼續查找,直到查找到并消除故障為止。這是傳統的老方法,建議在線路上采用新技術、新設備,可有效減少停電時間,縮小停電范圍,減輕線路的維護工作量。

3.2 對單相接地故障的預防措施

對于配電線路單相接地故障,可以采取以下幾種方法進行預防,以減少單相接地故障發生：

1）在對配電線路進行定期巡視時,主要是看導線與樹木、建筑物的距離,是否符合規程要求。電桿頂端是否有鳥窩。導線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固,導線是否有外傷(特別是導線在其他工程的施工地段)和松股,絕緣子固定螺栓是否松脫,橫擔、拉帶螺栓是否松脫,拉線是否斷裂或破股以及被盜,導線弧垂是否過大或過小等。

2）對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備定期進行絕緣測試,重點檢查變壓器的絕緣是否良好。變壓器的高壓引下線接頭是否接觸良好。

3）要對配電變壓器及10kV 公用變定期進行檢查和試驗,對不合格的變壓器及時更換。

4）在配電線路上加裝分支熔斷器和避雷器,縮小做障范圍,減少停電面積和停電時間,預防雷害,有利于快速判斷及查找故障點。

5）在對配電線路的檢修和維護時,要重點查看耐張桿塔導線的接頭是否發熱變形,線路上絕緣子是否雷擊。

6）注重線路的基礎建設,合理預測未來負荷。選擇和負荷相匹配的導線截面；縮短線路的供電半徑；合理布設配變位置,降低線路的接頭發熱,實踐證明,也將會有效減少線路的單相接地故障的發生。

7）在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子,提高配電網絕緣強度。我局在部分線路上經常使用防污絕緣子和玻璃絕緣子,效果很好。

4 結論

在配電系統發生單相接地故障時，故障信號中含有重要的暫態成分，根據此暫態信號的特征可實現故障線路的選擇。具有很強的處理微弱信號能力的小波方法有利于改善高阻接地時裝置的動作性能,在繼電保護特別是故障分析中有著廣闊的應用前景。

目前,在大規模應用配電自動化技術進行單相接地故障的處理時機還未成熟時,采用獨立的帶有遠動或通信功能的小電流接地選線設備不失為一種較實用的選擇。例如MLZT KY 型小電流系統接地微機選線裝置是靠零序電壓啟動，通過各CPU 對各線路零序電流采集,進行分析、比較,根據各電流的幅值、相位和諧波含量多重判據判別接地線路。

［1］金道平.變電所10kV 配電線路單相接地故障判斷與處理[J].中國科技縱橫，2010（14）.

［2］胡蓉.城市10kV 配電線路單相接地故障分析[J].中國科技縱橫，2010（07）.

［3］莫靖聰.淺議10kV 配電線路單相接地故障及措施[J].建材與裝飾（上旬），市場營銷，2010（03）.