10kV線路單相接地故障原因及處理措施

吳繼宏

(張家口供電公司蔚縣分公司,河北蔚縣 075700)

10kV線路單相接地故障原因及處理措施

吳繼宏

(張家口供電公司蔚縣分公司,河北蔚縣 075700)

農(nóng)網(wǎng)線路,由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復(fù)雜,地理環(huán)境和線路通道較差,在潮濕、雷雨天氣極易發(fā)生單相接地。本文結(jié)合多年運行經(jīng)驗,通過對10kV單相接地故障原因、故障特點的分析,指出單相接地對配電設(shè)備的危害和防范措施。

電氣故障 10kV配電線路 單相接地 處理措施

電力系統(tǒng)可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地、經(jīng)電抗接地和小電阻接地)、小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地,消弧線圈接地和不接地)。我國3～66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式,即為小電流接地系統(tǒng)。目前各縣級電力企業(yè),都是以110kV變電所為電源點,以35kV輸電線為骨架,以10kV配電線為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。由于電壓等級較低,輸配電線路不長,對地電容較小,因此,屬于小接地電流系統(tǒng)。當(dāng)小接地電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,由于沒有直接構(gòu)成回路,接地電容電流比負(fù)載電流小得多,而且系統(tǒng)線電壓仍然保持對稱,不影響對用戶的供電。因此,規(guī)程規(guī)定允許帶一個接地點繼續(xù)運行不超過2h。但是由于非故障相對地電壓的升高,對絕緣造成威脅。

1 單相接地故障的特征

單相接地按其接地性質(zhì)分為:完全接地、不完全接地和間歇性接地等。發(fā)生一相完全接地時,即金屬性接地。相電壓特征是一相電壓為零,其他兩相電壓升高到線電壓,結(jié)果判斷為:電壓為零相是接地相。(1)發(fā)生一相不完全接地,即通過高電阻或電弧接地,相電壓特征是一相電壓降低,但不為零;另兩相電壓升高,大于相電壓,但達(dá)不到線電壓。結(jié)果判斷為:電壓低的一相為接地相。(2)間歇性接地,隨擊穿放電次數(shù),三相電壓表來回擺動,接地相電壓時減、時增,非故障相電壓時增、時減、或有時正常。

2 發(fā)生單相接地故障的原因

農(nóng)網(wǎng)工程和戶戶通電工程實施后,配變增多,系統(tǒng)覆蓋面大,結(jié)合工作實際情況,本人在工作中總結(jié)有以下幾種原因,分別是:導(dǎo)線斷線落地或搭在橫擔(dān)上;導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢,脫落到橫擔(dān)或地上;導(dǎo)線因風(fēng)力過大,與建筑物距離過近;配電變壓器高壓引下線斷線;配電變壓器臺上的10kV避雷器或10kV熔斷器絕緣擊穿;配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地;絕緣子擊穿;線路上的分支熔斷器絕緣擊穿;同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉線一端脫落,搭在下排導(dǎo)線上;線路落雷;樹木短接;鳥害;飄浮物(如塑料布、樹枝等);其它偶然或不明原因。

3 單相接地故障查找方法

(1)高壓配電線路發(fā)生故障或異常現(xiàn)象,應(yīng)迅速組織人員(包括用電監(jiān)察人員)對該線路和其相連結(jié)的高壓用戶設(shè)備進(jìn)行全面巡查,直至故障點查出為止。(2)線路上的熔斷器或柱上斷路器掉閘時,不得盲目試送,必須詳細(xì)檢查線路和有關(guān)設(shè)備,確無問題后,方可恢復(fù)送電。(3)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生永久性接地故障時,可用柱上開關(guān)或其他設(shè)備(如用負(fù)荷切斷器操作隔離開關(guān)或跌落熔斷器)分段選出故障段。

4 對單相接地故障的危害和影響分析

(1)對變電設(shè)備的危害。10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后,變電站10 kV母線上的電壓互感器檢測到零序電流,在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓,電壓互感器鐵芯飽和,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(fā)生后,也可能產(chǎn)生諧振過電壓。幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危及變電設(shè)備的絕緣,嚴(yán)重時使變電設(shè)備絕緣擊穿,造成更大事故。

(2)對配電設(shè)備的危害。單相接地故障發(fā)生后,可能發(fā)生間歇性弧光接地,造成諧振過電壓,產(chǎn)生幾倍于正常電壓的過電壓,將進(jìn)一步使線路上的絕緣子擊穿,造成嚴(yán)重的短路事故,同時可能燒毀部分配電變壓器,使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀,也可能發(fā)生電氣火災(zāi)事故。

(3)對人畜危害。對于導(dǎo)線落地這一類單相接地故障,如果配電線路未停運,對于行人和線路巡視人員(特別是夜間),可能發(fā)生跨步電壓引起的人身電擊事故,也可能發(fā)生牲畜電擊傷亡事故。

(4)對供電可靠性的影響。發(fā)生單相接地故障后,一方面要進(jìn)行人工選線,對未發(fā)生單相接地故障的配電線路要進(jìn)行停電,中斷正常供電,影響供電可靠性;另一方面發(fā)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,特別是在莊稼生長期、大風(fēng)、雨、雪等惡劣氣候條件,和在山區(qū)、林區(qū)等復(fù)雜地區(qū),以及夜間、不利于查找和消除故障,將造成長時間、大面積停電,對供電可靠性產(chǎn)生較大影響。

(5)對供電量的影響。發(fā)生單相接地故障后,由于要查找和消除故障,必然要停運故障線路,從而將造成長時間、大面積停電,減少供電量。

5 單相接地故障的預(yù)防和處理措施

5.1 預(yù)防辦法

對配電線路定期進(jìn)行巡視,主要檢查導(dǎo)線與樹木、建筑物的距離,電桿頂端是否有鳥窩,導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固,絕緣子固定螺栓是否松脫,橫擔(dān)、拉線螺栓是否松脫,拉線是否斷裂或破股,導(dǎo)線弧垂是否過大或過小等。

5.2 處理措施

(1)避雷器瓷套有無裂紋、損傷、閃絡(luò)痕跡,表面是否臟污。避雷器的固定是否牢固。(2)對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行絕緣測試,不合格的應(yīng)及時更換。對配電變壓器定期進(jìn)行試驗,對不合格的配電變壓器進(jìn)行維修或更換。(3)在農(nóng)村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。(4)在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子,提高配電網(wǎng)絕緣強度。

6 新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用

(1)小電流接地自動選線裝置。在變電所加裝小電流接地自動選線裝置,此裝置能夠自動選擇出發(fā)生單相接地故障線路,時間短,準(zhǔn)確率高,改變傳統(tǒng)人工選線方法,對非故障線路減少不必要的停電,提高供電可靠性,防止故障擴大。目前,已有部分變電站加裝了這套裝置,取得了良好效果。在實際應(yīng)用中,應(yīng)注意此裝置與各配出線間隔上的零序電流互感器配合使用,否則不能發(fā)揮任何作用。

(2)單相接地故障檢測系統(tǒng)。在變電所的配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(dǎo)線上加裝單相接地故障指示器,指示故障區(qū)段。配電線路發(fā)生單相接地故障后,根據(jù)指示器的顏色變化,可快速確定故障范圍,快速查到故障點。

[1]周封.王亞丹,10kV配電線路單相接地故障分析與故障查找[J].科技信息,2010年06期.

[2]劉浩宇.中低壓配電網(wǎng)單相接地故障選線方法研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010年11期.

[3]賀紅星.10kV單相接地故障的分析[J].農(nóng)村電氣化,2001年08期.

吳繼宏,男,本科,助理工程師,主要從事繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動自動化、無功管理、供電可靠工作。