10 kV配電線路單相接地故障分析與故障查找

蘇志斌

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東 茂名 525099）

10 kV配電線路單相接地故障分析與故障查找

蘇志斌

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東 茂名 525099）

文章分析了10 kV配電網(wǎng)頻發(fā)單相接地故障以及其帶來(lái)的危害，造成了大量的生產(chǎn)設(shè)備損壞和變電設(shè)備的損壞，加劇了線損程度。由此，亟需要找到查找故障的解決方法，分析原因，尋找解決故障的防范與處理措施，保障能夠高效完成10 kV配電線路單相接地故障，提高其查找效率。

10 kV；單相接地故障；查找；預(yù)防措施

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形式下，社會(huì)對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求，尤其對(duì)供電可靠性有極高的要求，否則會(huì)因?yàn)楣╇娭袛嘣斐蓪?duì)用電用戶的生產(chǎn)損失和生活帶來(lái)不便。當(dāng)前，我國(guó)的城市街道配電網(wǎng)線路網(wǎng)架也趨于復(fù)雜，在抗風(fēng)暴、防雷等方面的能力得到了加強(qiáng)，然而還是會(huì)頻繁出現(xiàn)10 kV線路單相接地故障，影響了城市生產(chǎn)和生活。

1 10 kV線路單相接地故障原因、危害

10 kV配電網(wǎng)的線路中一旦發(fā)生了單相接地故障，就會(huì)導(dǎo)致變電站小電阻接地系統(tǒng)中的高壓柜繼電保護(hù)裝置有接地信號(hào)發(fā)出，隨后會(huì)有跳閘保護(hù)動(dòng)作。而告警信號(hào)會(huì)通過(guò)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)送到變電站巡檢中心，由巡檢中心進(jìn)行處理，在必要時(shí)會(huì)立即斷停故障線路，并安排配電線路維修人員排查處理接地故障。10 kV線路中最嚴(yán)重的是三相短路故障，其中以單相接地短路最常見，這是由于電網(wǎng)短路的大部分基本屬于單相接地短路。10 kV線路單相接地故障原因如下：

受自然環(huán)境因素的影響，10 kV線路通道會(huì)因?yàn)轱L(fēng)暴、暴雨引起樹枝折斷等情況壓迫線路，從而影響線路單相接地；在一些人為破壞因素的影響下，例如超高車輛經(jīng)過(guò)掛拉線路，導(dǎo)致線路斷落形成單相接地故障；線路通道中出現(xiàn)了不按要求架設(shè)的交叉跨越線路，導(dǎo)致線路不能承受過(guò)重負(fù)荷，長(zhǎng)期松弛最終導(dǎo)致線路單相接地；在潮濕、臟污的天氣環(huán)境線下，會(huì)發(fā)生擊穿刀閘、開關(guān)、絕緣子的情況，從而發(fā)生單相接地故障。線路中的裸導(dǎo)線沒(méi)有牢牢固定在絕緣子上，導(dǎo)致了裸導(dǎo)線脫落在橫擔(dān)上，當(dāng)遇到風(fēng)暴大雨有斷落的樹枝時(shí)，絕緣導(dǎo)線和樹枝觸碰，在導(dǎo)線絕緣層被破壞時(shí)，就會(huì)發(fā)生單相接地故障。環(huán)境污染的情況下 ，會(huì)有塑料袋之類的飄掛物搭接在線路上，引起單相接地。

線路單相接地故障的危害極大，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，首先是危害變電設(shè)備。在10 kV配電線路單相接地故障中，線路短路時(shí)，電壓救護(hù)成為諧振過(guò)電壓，要高于平時(shí)正常電壓多倍，從而減弱了變電器的絕緣性，甚至將絕緣部件擊穿，燒毀配電變壓器，更有甚者引發(fā)火災(zāi)。其次，線路單相接地故障降低了供電質(zhì)量，影響到穩(wěn)定供電。在有故障發(fā)生時(shí)，往往會(huì)要求電力部門停止供電進(jìn)行故障原因的查找分析和解決，這就嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)作息，給人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，停電期間會(huì)影響到人們的日常生活。最后，單相接地故障導(dǎo)致線損，單相接地過(guò)后，會(huì)增加線路所能承受的正常范圍內(nèi)的負(fù)荷電流和供應(yīng)電壓，線路不得以向外釋放電，從而引起相線和中性線的損耗。

2 防治10 kV配電線路單相接地故障措施

對(duì)10 kV配電線路單相接地故障的處理要采取預(yù)防和處理兩種措施，最大限度地降低故障發(fā)生率，提高供電質(zhì)量。

2.1 預(yù)防措施

第一，要根據(jù)巡檢制度，定期執(zhí)行檢查配電線路的工作，留意各地域配電網(wǎng)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的單相接地故障原因，從而做好全面的有重點(diǎn)的檢查。例如小動(dòng)物碰撞引起單相接地，就需要檢查是否存在戶外裸露設(shè)備，避免老鼠攀爬隔離刀閘導(dǎo)致接地故障。由此，要加強(qiáng)線路設(shè)備防止老鼠攀爬碰撞的管理防治，具體可以對(duì)戶外設(shè)備加設(shè)絕緣護(hù)套、防鼠罩等，對(duì)室內(nèi)設(shè)備存在孔洞的地方要注意封堵或者加裝鐵紗網(wǎng)。針對(duì)汽車碰撞、砍伐、施工誤操作等外力破壞，就需要做好電力設(shè)施保護(hù)的法律規(guī)范宣傳措施，張貼和宣傳警示標(biāo)志，引起群眾重視樹立電力設(shè)施的保護(hù)意識(shí)和行為，不做破壞電力線路設(shè)施的行為。加強(qiáng)對(duì)通道不順暢線路區(qū)域的排查，及時(shí)對(duì)線路搭設(shè)進(jìn)行疏通，防止因市政施工引發(fā)接地故障。在日常巡視過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)絕緣子表面的清潔，定期清潔污穢，降低污染可能性，防止絕緣子擊穿導(dǎo)致單相接地故障。發(fā)生導(dǎo)線脫落的原因較多，由此需要重點(diǎn)檢查絕緣子上的螺栓是否擰緊、導(dǎo)線是否被線夾、線鼻或扎線牢牢固定，加強(qiáng)巡視維護(hù)，并及時(shí)擰緊和固定。

第二，需要定期對(duì)線路中的絕緣子、分支熔斷器、避雷器做絕緣性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，有不符合標(biāo)準(zhǔn)的要及時(shí)更換。定期檢測(cè)配電變壓器中的安全性問(wèn)題，及時(shí)維修和更換。

第三，通過(guò)加裝分支熔斷器來(lái)縮小單相接地故障范圍的目的，便于后期及時(shí)查找故障原因，并縮小故障停電的范圍，以便后期維修后能夠盡快供電，減少停電帶來(lái)的影響。

第四，安裝更高電壓等級(jí)的絕緣子，能夠有效提高線路的絕緣性能，預(yù)防相接地故障。

2.2 處理措施

在單相接地故障發(fā)生后，維修人員必須根據(jù)上級(jí)調(diào)度指示組織現(xiàn)場(chǎng)線路故障的勘察工作，以最快的速度找到故障發(fā)生地點(diǎn)；具體的故障查找方法為“排除法”，如圖1所示，采取分支、分段、分片、分設(shè)備的搜尋辦法，也可以根據(jù)絕緣搖表和蹬桿檢查等設(shè)備快速準(zhǔn)確地排查故障點(diǎn)；在不能查找到故障點(diǎn)的情況下，必須要請(qǐng)示上級(jí)調(diào)度，通過(guò)一次試送電是否成功來(lái)判定單相接地故障的原因所在，在不成功的情況下再繼續(xù)采取之前的辦法查找故障點(diǎn)，直到找出故障點(diǎn)。

圖1 帶分支線路

3 借助先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備，提高故障查找效率

第一，在具備環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等條件的情況下，可在電網(wǎng)線路中安裝10 kV線路用戶分界負(fù)荷開關(guān)，如圖2所示，通過(guò)該開關(guān)設(shè)備和變電站的配合，能夠協(xié)助維修人員快速找到相間短路故障點(diǎn)，并對(duì)線路中的單相接地故障進(jìn)行自動(dòng)斷開，做到自動(dòng)隔離故障點(diǎn)，減少故障帶來(lái)的不良影響。

用戶分界負(fù)荷開關(guān)是對(duì)接地點(diǎn)零序電流的采集，并結(jié)合整定值來(lái)比較判斷出故障點(diǎn)，省去了故障電流的方向、諧波分析等判斷分析程序，符合當(dāng)前故障檢修的需求，從而該設(shè)備已經(jīng)在市場(chǎng)中有了普遍的應(yīng)用，具有良好的故障排查效果。該設(shè)備不能用在山區(qū)以及多雷地區(qū)。

第二，安裝單相接地故障指示器，和用戶分界負(fù)荷開關(guān)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。具體辦法是在安裝有分界開關(guān)的（分）支線再安裝一個(gè)單相接地故障指示器，通過(guò)指示器的顏色變化來(lái)斷定故障區(qū)段，準(zhǔn)確快速找到故障發(fā)生點(diǎn)。市場(chǎng)上的單相接地故障指示器比用戶分界負(fù)荷開關(guān)便宜，在電網(wǎng)線路中應(yīng)用更為普遍，幫助檢修人員提高了排查故障的效率。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用接地＋短路的故障指示器來(lái)排查故障，在復(fù)雜、多變的配電網(wǎng)中，單相接地故障指示器并不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用，相反還增加了排查故障的難度，這就需要根據(jù)具體的電網(wǎng)情況決定該設(shè)備的安裝。

第三，利用經(jīng)驗(yàn)判斷故障。這是最傳統(tǒng)的方法，主要是利用檢修人員豐富的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)線路的全面掌握和熟悉來(lái)進(jìn)行故障的分析判斷。具體的故障排查中，檢修人員首先是進(jìn)行線路狀況的掌握分析，以此判斷可能出現(xiàn)的接地故障的位置，再去現(xiàn)場(chǎng)查看，待確認(rèn)后再采取維修措施。此法一般用在接地故障較為明顯的地方，以此快速找到故障點(diǎn)和采取維修措施，然而缺點(diǎn)是容易出現(xiàn)判斷失誤的情況。

圖2 AB段故障特征波傳播路徑

4 結(jié)語(yǔ)

總之，面對(duì)10 kV配電線路單向接地故障查找與解決工作需要有一個(gè)嚴(yán)格的巡檢執(zhí)行制度，采取多環(huán)節(jié)、多方面的措施進(jìn)行接地故障的保護(hù)防治，確保線路的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。此外，需要巡檢人員要有過(guò)硬的技術(shù)和豐富的實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)與社會(huì)的緊密合作，以配合配電線路的巡檢，保證安全穩(wěn)定供電。

[1]馮加永. 10 kV線路單相接地故障的分析判斷和處理方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（18）：65.

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[4]張?zhí)焐?查找10 kV線路單相接地故障點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)[J].農(nóng)村電工，2012（7）：30-31.

Fault analysis and fault location of single-phase grounding in 10 kV distribution line

Su Zhibin
（Guangdong Power Grid Co., Ltd., Maoming Electricity Supply Bureau, Maoming 525099, China）

This paper analyzes the single-phase grounding fault and its hazards of the 10 kV frequency distribution network which damage a large number of production equipment and electric equipment, exacerbating the loss. Therefore,it is urgent for us to find solutions, analyzes the fault reason and seeks out the prevention and treatment measures for troubleshooting so as to guarantee the efficient completion of the single-phase grounding fault in 10 kV distribution line and improve the search efficiency.

10 kV; single-phase grounding fault; search; prevention measures

蘇志斌（1975— ），男，廣東化州。