10KV配網線路接地點的檢測

皮春鵬

【摘要】縮短故障查找時間是提高配電系統供電可靠性的有效措施之一。文章針對10kV配電線路單相接地故障的原因及其解決辦法進行深入的分析探討。

【關鍵詞】配網線路 單相接地 故障檢測

【中圖分類號】TM862 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0218-01

O、引言

目前，我國城鄉的配電網絡主要以10kV配電網絡為主，但其配電網絡負責供電的區域比較廣、地形比較復雜、負荷比較分散，容易造成10kV線路錯綜復雜，供電半徑過長線路分支較多，每條饋線上裝設負荷開關，將饋線分成不同的供電區段，造成運行方式復雜。由于受到各種因素的影響，在10kV配電線路上線路接地現象經常發生。雖然單相接地故障可短時帶接地運行，但當單相接地時，另兩相對地電壓均升高為線電壓，對線路設備絕緣構成威脅，且間歇性電弧可能在電網中引起過電壓出現第二接地點，從而引起相間短路事故，因此必須在短時內找出故障點加以排除。

當發生接地故障時，一般由小電流接地選線裝置判別接地線路，或采用試跳線路等方法查出故障線路。調度員通知運行單位巡線查找，如故障點不很顯眼，則須采用逐條拉合支線，逐一排除，由于線路長，用戶多，查找一個故障點，要較長時間，甚至兩三天，對供電用戶產生較大影響，這種查找故障的方式不但消耗了大量的人力、物力，而且會造成線路停電時間過長，給用戶造成一定的損失。為了向用戶提供連續可靠的電能，故障點的及時發現、快速消除故障、盡快恢復供電顯得尤為重要。

1、10kV配電網線路單相接地故障的原因分析

電力網中性點接地方式一般有三種，不接地系統、經消弧線圈接地系統、直接接地系三種，其中10kV及35kV的電網一般是不接地系統或中性點經消弧線圈接地系統，110kV及以上是中性點直接接地系統。10kV線路發生單相接地故障，三相導線對地電壓產生不平衡現象，接地相視其接地狀況對地電壓在OkV-5.77kV之間，另外兩相導線對地電壓則在5.77kV-10kV之間，即對地電壓最高可達線電壓。

單相接地故障可分為線路瞬時性接地故障和線路永久性接地故障兩種，其最主要的原因是由于導線斷線、絕緣子擊穿和樹木短接等因素而導致配電線路單相接地故障的發生，其占總故障80%以上。

對于lOkV配網線接地線路分析，其在線路上都接了配電變壓器，由于電氣聯接的原因，檢測三相導線的絕緣值都是相同的。對于中性點不接地或經消弧線圈接地的電力網發生接地故障，原則上可運行兩小時，但在實際中如出現接地故障，變電站運行人員應立即查清是哪一條線路接地，并及時斷開故障線路，因為接地故障很有可能是導線斷線。如帶電的導線長期放在地上或懸掛在空中，對過往行人或物體的安全將造成極大的威脅。

2、檢測10kV配電網接地故障點的一般措施

查找線路接地故障有多種方法，但其各有各自優缺點，總的處理原則是把故障點盡快找到、隔離，將能送電的部分盡快恢復送電，然后再對故障點進行處理，對接地故障點的常用查找方法如下：

2.1 直接查找法：直接沿線派人查找，逐基查找，直到找到故障點。

2.2 使用有關儀器法：此法適用于已安裝線路故障儀的線路，根據指示儀即可判斷出故障點的范圍，線路上安裝的故障儀越多、越合理，則就可越快找到故障點。

2.3 拉開支線法：此法適用于輻射式有較多支線的線路。操作前應先拉開可能有故障的某支線，對該支線及主線分別進行遙測，如該支線線路側沒有絕緣而主線側有絕緣說明故障點就在該支線上，應拉開該支線刀閘，再查找具體的接地點，反之說明故障點不在該支線上，故障點應在主線上或在其它支線上，則應再在其它支線上用同樣的方法查找故障點，若所有的支線查找后都有絕緣，說明故障點在主線上，應在主線上查找。

2.4 分段法：此法適用于檢測直饋線路。操作時先拉開線路上的分段開關，如沒有開關甚至可以直接上桿斷開并溝線夾（必須在驗電、接地后再進行），對于斷開并溝線夾的方法查找故障點，其斷開點應選擇在整個線路的中間進行，這樣一次減少一半的線路，可以極快地縮小查找范圍。

3、查找10kV配電網接地故障點的新技術、新設備

3.1 利用新型配電線路故障在線定位系統MODS檢測故障點

在配電網發生短路或者接地故障時，電網中存在大量的故障信息，可以利用一些量化的信息對故障點進行定位，同時將故障或可疑線路與無故障發生的線路分開，保證其他線路的供電。通常的做法是逐步減少連接在故障或者可疑發生故障線路上的正常運行設備的數量。MODS主要組成部分，故障檢測裝置（含無線傳輸模塊）、故障指示器、工業控制計算機、系統應用軟件、接收發射交換機等組成，其原理如下：

（1）根據短路故障電流發生突變，同時變電站繼電保護動作跳閘，線路停電的原理，判斷線路發生短路故障。

（2）當發生接地故障時，采樣接地瞬間的電流I_c首半波與接地瞬間的電壓以首半波比較相位，當采樣瞬間的電容電流I_c>I_c（為設置的門檻值）并且電流相位超前于電壓相位，同時導線對地電壓降低，則判斷線路發生接地故障。故障檢測器將故障信息發射到監控中心，現故障定位，否則線路未發生接地故障。

MODS系統特點如下，線路信號檢測不受勵磁涌流、高次諧波、電流波動，尤其是電纜分布旁路的影響。使用專用的安裝工具，故障指示器可以在線路帶電的情況下將指示器安裝在導線上，采用數字編碼，一種狀態對應一組編碼，傳輸可靠，干擾很小，發射時間0.5s左右，發射功率2W，線路檢測器外殼采用ABS材料，并用環氧樹脂澆注密封，受外界條件影響小，使用壽命長，故障檢測器在線路安裝的地點越多，故障定位區域就越小，查找到故障點所用的時間就越短。MODS系統應用時還具有一些特殊功能：安裝在變電站出口處，可以判斷是站內故障還是站外故障；安裝在用戶專用設備高壓引落線處，可以判斷故障是否是由用戶的原因引起；安裝在長線路的中段和分支處可判斷故障線路或故障分支；安裝在架空和電纜線路連接處，可判斷故障是否發生在電纜段；安裝在高壓柜或電纜分支箱，可指示故障線路。

使用MODS系統，當配網線路發生故障時，能夠迅速判斷故障區域，盡快恢復無故障線路供電，減少停電面積，有效縮減故障點的查找時間，大大減輕巡視人員的勞動強度，盡快進行事故處理，爭取盡早恢復全線供電，提高配電網的供電可靠性。

3.2 利用零序電流互感器檢測故障點

在10kV配電線路上作為線路分段及支線控制的開關設備上加零序電流互感器來檢涮單相接地電容電流，根據電容電流的太小可判斷該開關以后線路是否有接地存在。

其制作原理如下：把一只特制的零序電流互感器套在真空開關的三相出線樁頭上，用螺栓與開關外殼固定，采集接地電容電流。為確保互感器安裝后滿足電氣間隙的要求，互感器外殼采用環氧樹脂澆注，使外殼絕緣達到lOkV以上，零序互感器一次動作電流2.5A，最大持續電流15A，所配繼電器為DD-11/60，在裝有真空開關的電桿下方安裝一信號箱，把上方互感器采集的零序電流通過信號繼電器反應于信號。如燈光、電流表等。

4、結束語

由于配電網系統因其分支線多且復雜，當線路故障發生時，查找故障點非常困難。因此縮短故障查找時間是提高配電系統供電可靠性的有效措施之一。