淺談關于10KV配電線路單相接地故障的分析、處理及預防

[摘 ?要]通過對配電線路單相接地故障原因的分析，指出單相接地故障對變電設備和配電網的危險，介紹常用的故障排查方法及多種方法結合排查的步驟，并建議通過加強基礎管理，運用新技術、新設備減少單相接地故障的發生，確保配電網安全、穩定、經濟運行。

中圖分類號：D622 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0009-02

Analysis， treatment and prevention of single-phase grounding fault in 10KV power distribution line

Chaokun Shen

引言

采用中性點不接地"三相三線"供電方式的10KV配電線路具有供電可靠性高、線路損耗低、絕緣水平良好等優點。但在實際運行中發現，10kV配電線路經常發生單相接地故障，尤其在雷雨天氣時，由于接地電流小，查找和處理起來非常困難。而假如故障線路長時間接地運行，可能燒毀變電站TV一次側保險絲，導致整條10KV饋路停電。更嚴重的是在接地運行時，存在很多的不確定因素，很可能導致故障升級，甚至引發人身事故。如何快速的研判接地故障點仍然是當前配網面臨的重點和難題。

1 單相接地故障的形成

10kV配電線路在實際運行中，發生單相接地故障的主要原因有：1.絕緣子擊穿;2.配電設備的避雷器擊穿;3.配變或者分支熔斷器絕緣擊穿;4.導線斷線落地;5.樹木短接;6.導線固定不牢固脫落到橫擔上;7.導線風偏過大，與建筑物距離過近;8.導線弧垂過大，高溫天氣松弛與下層線路接觸;9.分支或者配變的引流線斷裂搭在橫擔上;10.配變或者開關等設備故障;11.電纜故障;12. 鳥害;13.其他物體（例如鐵絲、樹枝、塑料等）落在導線上;14. 其他偶然和不明因素。

上述總結的原因中，絕緣子擊穿、導線斷線落地、樹木短接、引流線斷裂、異物搭接是配電線路發生單相接地故障最主要的原因。通過總結近幾年的單相接地故障原因結果顯示，這5種原因的比例為85%以上。絕緣子擊穿主要是由于絕緣子污閃和雷擊造成的，其中裸導線的懸式絕緣子（xp-7）擊穿的情況占絕大多數;導線斷線落地主要表現為雷擊或者外力破壞造成導線斷裂;樹木短接是指樹木直接穿過裸線或是樹枝搭在線路上;引流線斷裂主要為導線接頭處因為老化、接觸不良等而造成的發熱燒斷;異物搭接是由于其他物體遇到風雨等天氣時，線頭搭落在導線上。

2 單相接地故障的危害和影響

2.1 對變電設備的危害

10 kV配電線路發生單相接地故障后，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。在實際運行中，近幾年來，已發生變電站電壓互感器燒毀情況，造成設備損壞、大面積停電事故。 單相接地故障發生后，也可能產生諧振過電壓。幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變電設備的絕緣，嚴重時使變電設備絕緣擊穿，造成更大事故。

2.2 對配電設備的危害

單相接地故障發生后，可能發生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的過電壓，將進一步使線路上的絕緣子擊穿，造成嚴重的短路事故，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，也可能發生電氣火災事故。

2.3 對區域電網的危害

嚴重的單相接地故障，可能破壞區域電網的穩定，造成更大事故。

3 單相接地故障的判斷

3.1 單相接地不為零的情況（非金屬性接地）

故障現象是故障的相電壓降低但大于零，低于相電壓;非故障相電壓升高，大于相電壓，低于線電壓。主要考慮樹木短接或者絕緣線斷線等情況，特別在大風大雨的情況下，樹木短接的情況占多數。

3.2 單相接地到零的情況（金屬性接地）

故障現象是故障的相電壓接近于零或為零，非故障的相電壓增大到線電壓或是接近線電壓。？主要考慮以下幾種情況：

①在雷雨天氣的情況下，主要考慮絕緣子擊穿、配電設備避雷器擊穿、配變或者分支熔斷器絕緣擊穿、導線斷線落地等情況。需要注意的是，在沒有打雷的雨天也可能發生絕緣子擊穿的情況，原因是有些曾經被雷擊損傷的絕緣子在雨天絕緣強度降低，超過臨界點。

②在大風天氣時，主要考慮分支或者配變的引流線斷裂搭在橫擔上;導線風偏過大，與建筑物距離過近;導線固定不牢固脫落到橫擔上等情況。

4 單相接地的故障排查方法

4.1 配電線路在線監測系統排查

國網浙江省電力公司配電線路在線監測系統能根據的監測裝置實時數據研判故障。它通過在配電線路始端、中部、各個分支三相導線進行故障指示器的安裝從而指示接地故障的發生區段。當線路發生單相接地時，系統能根據發送異常數據的終端號初步判斷故障范圍，并通過短信發送給相關人員，相關人員接到信息后，可以結合調控中心和監測系統的數據明確故障大致位置。因技術原因，該系統對單相接地故障的研判精確度不高，容易發生誤判情況，根據江山公司目前的在線監測系統運行情況來看，其在單相接地故障方面的準確率只能達40%左右。此辦法的優點是能迅速縮短小故障范圍，但通過系統往往能確定大致范圍，但不能確定具體位置，而且不夠準確，下圖為系統的報警信息界面。

4.2 經驗判定排查

該方法是由搶修人員根據線路的基本情況：線路環境（有無存在未及時處理的樹害），歷史運行情況（經常接地的位置）等，判定可能引起的接地點，然后去現場進行確認。此辦法缺點也很明顯，一是

對運維單位的要求較高。要求運維單位線路日常巡視維護扎實到位，基礎資料詳實準確，并且人員對情況非常熟悉。另外，對于意外情況，這種辦法并不適用，有時還會事倍功半。經驗判定法只能作為明確故障范圍后的一種輔助手段。

5 預防方法

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對配電線路定期進行巡視，主要是檢查導線和周圍建筑物、樹木的距離是否符合規程的要求;電桿頂端有沒有鳥窩;導線有沒有外傷（尤其是位于其他工程施工的地段的導線）及松股;導線的弧垂有沒有過小、過大等;絕緣子中導線有沒有牢固綁扎及固定;固定絕緣子的螺栓有沒有脫松;橫擔和拉帶螺栓有沒有脫松，拉線有沒有斷股、斷裂及被盜等。

②做好單相接地故障的統計，對頻發單相接地故障的線路進行深刻分析，對該線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備進行抽樣絕緣測試，若設備多數不合格，則通過技改或者大修進行批量更換。同時結合線路的交跨情況及區域氣象進行研究，是否存在“雷區”情況，做好增加絕緣子串、線路改遷等措施。

6 結論

單一的方法查找10KV線路接地故障有較大的困難，采用多種方法結合可以收到預期的效果，而且操作簡便，速度快，比傳統的處理方法要輕易得多。當然，以上只是我關于10KV線路單相接地故障分析、處理和預防的討論，還有許多不足和有待改進的地方，這需要在以后的實際應用中不斷的加以完善。

參考文獻：

[1]葉子.10kV配電線路接地故障原因及預防措施分析[J].科技資訊，2011年36期

[2]王建軍.10kV配電線路單相接地故障分析及解決對策[J].新疆農墾科技，2012年02期

作者簡介：

沈超坤（1987年出生），男，浙江江山人，助理工程師，從事中壓配電線路運維工作，曾任賀村供電所高壓運檢班班長，現任長臺供電所書記。