10kV配電線路單項接地故障及處理方法

電力系統(tǒng)可分為大電流接地系統(tǒng)（包括直接接地、經(jīng)電抗接地和低阻接地）、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3～66 kV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(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。?

在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見故障。10 kV配電線路在實際運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生單相接地故障，特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生，單相接地故障更為頻繁。

發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2 h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點；但是，若發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長時間運(yùn)行，會嚴(yán)重影響變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

單相接地故障的特征及檢測裝置

1、單相接地故障的特征

中央信號：警鈴響，“某千伏某段母線接地”光字牌亮，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，還有“消弧線圈動作”光字牌亮；

絕緣監(jiān)察電壓表指示：故障相電壓降低（不完全接地）或為零（完全接地），另兩相電壓升高，大于相電壓（不完全接地）或等于線電壓（完全接地），穩(wěn)定性接地時電壓表指針無擺動，若電壓表不停地擺動，則為間歇性接地；

中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，裝有中性點位移電壓表時，可看到有一定指示（不完全接地）或指示為相電壓值（完全接地時）消弧線圈的接地報警燈亮；

發(fā)生弧光接地時，產(chǎn)生過電壓，非故障相電壓很高，電壓互感器高壓保險可能熔斷，甚至可能燒壞電壓互感器。

2、真假接地的判斷

電壓互感器一相高壓熔斷器熔斷，發(fā)出接地信號。發(fā)生接地故障時，故障相對地電壓降低，另兩相升高，線電壓不變。而高壓熔斷器一相熔斷時，對地電壓一相降低，另兩相不會升高，線電壓則會降低。

用變壓器對空載母線充電時，斷路器三相合閘不同期，三相對地電容不平衡，使中性點位移，三相電壓不對稱，發(fā)出接地信號。

這種情況只在操作時發(fā)生，只要檢查母線及連接設(shè)備無異常，即可以判定，投入一條線路或投入一臺所用變壓器，即可消失。

系統(tǒng)中三相參數(shù)不對稱，消弧線圈的補(bǔ)償度調(diào)整不當(dāng)，倒運(yùn)行方式時，會發(fā)出接地信號。此情況多發(fā)生在系統(tǒng)中倒運(yùn)行方式操作時，經(jīng)匯報調(diào)度，在相互聯(lián)系時，了解到可先恢復(fù)原運(yùn)行方式，消弧線圈停電，調(diào)整分接開關(guān)，然后重新投入，倒運(yùn)行方式；

在合空載母線時，可能激發(fā)鐵磁諧振過電壓，發(fā)出接地信號。

此情況也發(fā)生在倒閘操作時，可立即送上一條線路，破壞諧振條件，消除諧振。

3、檢測裝置

對于絕緣監(jiān)察裝置，通常采用三相五柱式電壓互感器加上電壓繼電器、信號繼電器及監(jiān)視儀表構(gòu)成。

它由五個鐵芯柱組成，有一組原繞組和二組副繞組，均繞在三個中間柱上，其接線方式為Ynynd。

這種接線的優(yōu)點是：第一副繞組不僅能測量線電壓，而且還能測相電壓；第二副繞組接成開口三角形，能反映零序電壓。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在正常情況下，第一副繞組的三相電壓是對稱的，開口三角形開口端理論上無電壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相金屬性接地時(假設(shè)A相)，網(wǎng)絡(luò)中就出現(xiàn)了零序電壓。

網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生非金屬性單相接地時，開口兩端點間同樣感應(yīng)出電壓，因此，當(dāng)開口端達(dá)到電壓繼電器的動作電壓時，電壓繼電器和信號繼電器均動作，發(fā)出音響及燈光信號。

值班人員根據(jù)信號和電壓表指示，便可以知道發(fā)生了接地故障，并判定接地相別，然后向調(diào)度值班員匯報。但必須指出，絕緣監(jiān)察裝置是與母線共用的。

發(fā)生單相接地故障的原因

①導(dǎo)線斷線落地或搭在橫擔(dān)上；

②導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；

③導(dǎo)線因風(fēng)力過大，與建筑物距離過近；

④配電變壓器高壓引下線斷線；

⑤配電變壓器臺上的10 kV避雷器或10 kV熔斷器絕緣擊穿；

⑥配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；

⑦絕緣子擊穿；

⑧線路上的分支熔斷器絕緣擊穿；

⑨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；

⑩線路落雷；樹木短接；鳥害；飄浮物(如塑料布、樹枝等)；

單相接地故障的危害

1、對變電設(shè)備的危害

10kV配電線路在出現(xiàn)單相接地故障后，變電站10kV的母線上的電壓互感器檢測不到電流，則是會在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓、電流增加等，如果運(yùn)行的時間過長，就會導(dǎo)致電壓互感器的損壞。

單相接地故障后，也有可能會出現(xiàn)諧振過電壓的情況。諧振過電壓是正常電壓的幾倍大小，因此嚴(yán)重的話會對變電設(shè)備的絕緣保護(hù)裝置產(chǎn)生危害，造成變電設(shè)備絕緣部分的擊穿，從而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

2、對配電設(shè)備的危害

單相接地故障還有可能會導(dǎo)致間斷的弧光接地現(xiàn)象，同時諧振過電壓會擊穿絕緣保護(hù)層，產(chǎn)生線路的短路事故，出現(xiàn)配電變壓器燒毀的事故，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、對區(qū)域電網(wǎng)的危害

嚴(yán)重的單相接地故障，可能破壞區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定，造成更大事故。

4、對人畜的危害

像導(dǎo)線落地這種類型的單相接地故障，一旦出現(xiàn)配電線路持續(xù)工作的情況，那么同配電設(shè)備近距離的行人以及線路的檢查人員（尤其是夜間的線路檢查人員），極有可能發(fā)生跨步電壓產(chǎn)生的電擊事故，還有可能會發(fā)生牲畜被電擊的事故。

5、對供電可靠性的影響

10kV配電線路接地，除了要進(jìn)行人工的選線之外，還會對沒有出現(xiàn)單相接地故障的配電線路進(jìn)行停電，暫停對其他用戶的正常供電，這對供電企業(yè)來說，會直接影響其供電的可靠性。

同時單相接地故障還要進(jìn)行配電線路的停止運(yùn)行，對配電線路中出現(xiàn)故障的線路進(jìn)行查找和維修，在維修期間無法做到對用戶進(jìn)行正常的供電，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。

6、對線路的影響

10kV配電線路中的單相接電故障，其中的配電線路中接地會產(chǎn)生大量的大地放電現(xiàn)象，這種大量的放電屬于一種直接的電能損耗，根據(jù)電力企業(yè)的相關(guān)規(guī)定，這種配電線路的接地運(yùn)行不能夠維持2個小時以上，一旦超過2個小時，會造成大量的電能浪費。

7、造成電量的損失

10kV配電線路接地過程中，平均的接地電流處于6到10A之間，根據(jù)現(xiàn)今的電力水準(zhǔn)計算，會產(chǎn)生約34560kVH的電能浪費。

單相接地故障的方法和處理

1、小電流接地自動選線裝置

在10kV配電線路接地故障發(fā)生的過程中，可以采用在變電所中進(jìn)行小型電流接地進(jìn)行自動選線的設(shè)置裝備，這種小型電流接地自動選線的裝置可以在配電線路接地之前進(jìn)行配電線路接地的測量。

同時，針對配電線路的實際應(yīng)用，應(yīng)該要更加注重小電流接地自動選線裝置和各個配電線路中的出現(xiàn)間隔中的零序電流互感器進(jìn)行密切的合作。

2、單相接地故障檢測系統(tǒng)

目前的配電系統(tǒng)中，大部分的變電站配出都開始使用信號源，其位置分布分別在配電線路的開始處、中間以及末端處，指示器能夠明確的告訴我們故障的實際發(fā)生位置、更加迅速的處理線路的故障問題。

3、其次還可以采取以下 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。

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。

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。

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(qiáng)度。

4、發(fā)生單相接地故障后的處理辦法

當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地后，變電所值班人員應(yīng)馬上作好記錄，迅速報告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，當(dāng)拉開某條線路的斷路器，接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路。