浅谈变电所10kV配电线路单相接地故障与处理方法

张修炜

(国网 山东郓城县供电公司，山东 郓城274700)

变电所10kV 配电线路。经常会由于单相接地而产生各种故障,如果遇到恶劣的天气,产生的故障则会更加复杂和频繁,单相接地会使用户的用电产生间断, 虽然接地系统能够在单项接地故障产生时, 维持12 小时的供电量,这仍然会影响到配电设备的安全运行。

1 单相接地故障产生的原因

1.1 单相接地故障产生的主要原因

当线路因某种原因导致10kV 配电线路发生单相接地故障后,通过变电站10kV 母线上运行的电压互感器,10kV 母线绝缘监察装置等检测到接地故障并发出接地信号,提示调度值班员进行处理,经过选线及分析,最终会确定发生单相接地故障的相别和配电线路,汇报上级调度,通知配电线路的运行维护人员查找处理故瘴。如经巡视不能及时发现处理故障点,一般会停运该配电线路(规程规定可以故障运行2 小时,但考虑到继续运行一段时间后可能导致单相接地故障扩大成其它事故,故一般停运。

1.2 单相接地故障发生的其他原因

10kV 配电线路在实际运行中,通过归纳和总结,发生单相接地故障主要有以下几种原因：

1）导线接头断线落地或搭在横担上

2）导线在绝缘子中绑扎或固定不牢,脱落到横担或地上

3）导线风偏过大,与建筑物距离过小

4）拉线被盗后,落在导线上

5）配电变压器高压接头引下线断线

6）配电变压器台上的10kV 避雷器或10kV 熔断器绝缘击穿

7）配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地

8）绝缘子击穿

9）线路上的分支熔断器绝缘击穿

10）同杆架设导线上层横担的拉带一端脱落,搭在下排导线上

11）线路落雷,绝缘子污闪或被击穿

12）树木短接

13）鸟害

14）其它异物(如塑料布、铁丝、树枝等)等落在导线上

15）其它偶然或不明原因

在以上诸多种原因中,导线断线、异物搭接、绝缘子击穿和树木短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因,对近几年来单相接地故障原因统计,上述四种原因占总故障原因的85%以上。导线断线主要表现：一是，在导线接头处,接触不良,发热烧断。一是，导线在绝缘子中绑扎或固定不牢,脱落到横担或地上,另外就是导线经过其它施工地段(特别是放炮的地段)时,容易引起的断线。异物搭接是指其它物体在大风等条件下,搭落在导线上。绝缘子击穿主要是指绝缘子的污闪及雷击；而树木短接表现在树木直接穿过裸线及树枝落在线路上。

2 单相接地产生故障的危害

2.1 对配电设备的危害

单相接地故障发生后, 可能产生间歇性弧光接地, 造成谐振过电压,产生几倍于正常电压的过电压,过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿,造成严重的短路事故。同时可能烧毁配电变压器,使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,严重者可能发生电气火灾。

2.2 对配电网的危害

严重的单相接地故障, 可能破坏区域电网系统稳定, 造成更大事故。

2.3 对变电设备的危害

10kV 配电线路发生单相接地故障后,电压互感器铁心饱和,励磁电流增加,如果长时间运行,将烧毁电压互感器。单相接地故障发生后,也可能产生几倍于正常电压的谐振过电压,危及变电设备的绝缘,严重者使变电设备绝缘出穿,造成更大事故。

2.4 对供电可靠性的影响

发生单相接地故障后,一方面要进行人工选线,对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电,中断正常供电,影响供电可靠性。另一方面发生单相接地的配电线路将停运,在查找故障点和消除故障中,不能保障用户正常用电,不利于查找和消除故障,将造成长时问、大面积停电,对供电可靠性产生较大影响。

2.5 对线损的影响

发生单相接地故障时,由于配电线路接地直接或间接对大地放电,将造成较大的电能损耗,如果按规程规定运行一段时间(不超过),将造成更大的电能损耗。

2.6 对人身的危害

对于导线落地这一类单相接地故障,如果接地配电线路未停运,对于行人和线路巡视人员,可能发生人为触电伤亡事故。

3 对单项接地故障处理办法以及预防措施

3.1 对单相接地故障故障的处理办法

配电线路发生单相接地故障后,运行维护单位应立即组织人员巡视线路,查找故障点,在查找过程中采取分片、分段、分设备的“排除法”,并与绝缘摇测、蹬杆检查等办法相结合,尽快找到故障点并消除故障。如果上述办法未查找到故障点,可请求上级调度对故障线路试送电一次,如成功,则可能是其它不明偶然原因造成；不成功,则用“排除法”继续查找,直到查找到并消除故障为止。这是传统的老方法,建议在线路上采用新技术、新设备,可有效减少停电时间,缩小停电范围,减轻线路的维护工作量。

3.2 对单相接地故障的预防措施

对于配电线路单相接地故障,可以采取以下几种方法进行预防,以减少单相接地故障发生：

1）在对配电线路进行定期巡视时,主要是看导线与树木、建筑物的距离,是否符合规程要求。电杆顶端是否有鸟窝。导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固,导线是否有外伤(特别是导线在其他工程的施工地段)和松股,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉带螺栓是否松脱,拉线是否断裂或破股以及被盗,导线弧垂是否过大或过小等。

2）对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备定期进行绝缘测试,重点检查变压器的绝缘是否良好。变压器的高压引下线接头是否接触良好。

3）要对配电变压器及10kV 公用变定期进行检查和试验,对不合格的变压器及时更换。

4）在配电线路上加装分支熔断器和避雷器,缩小做障范围,减少停电面积和停电时间,预防雷害,有利于快速判断及查找故障点。

5）在对配电线路的检修和维护时,要重点查看耐张杆塔导线的接头是否发热变形,线路上绝缘子是否雷击。

6）注重线路的基础建设,合理预测未来负荷。选择和负荷相匹配的导线截面；缩短线路的供电半径；合理布设配变位置,降低线路的接头发热,实践证明,也将会有效减少线路的单相接地故障的发生。

7）在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子,提高配电网绝缘强度。我局在部分线路上经常使用防污绝缘子和玻璃绝缘子,效果很好。

4 结论

在配电系统发生单相接地故障时，故障信号中含有重要的暂态成分，根据此暂态信号的特征可实现故障线路的选择。具有很强的处理微弱信号能力的小波方法有利于改善高阻接地时装置的动作性能,在继电保护特别是故障分析中有着广阔的应用前景。

目前,在大规模应用配电自动化技术进行单相接地故障的处理时机还未成熟时,采用独立的带有远动或通信功能的小电流接地选线设备不失为一种较实用的选择。例如MLZT KY 型小电流系统接地微机选线装置是靠零序电压启动，通过各CPU 对各线路零序电流采集,进行分析、比较,根据各电流的幅值、相位和谐波含量多重判据判别接地线路。

［1］金道平.变电所10kV 配电线路单相接地故障判断与处理[J].中国科技纵横，2010（14）.

［2］胡蓉.城市10kV 配电线路单相接地故障分析[J].中国科技纵横，2010（07）.

［3］莫靖聪.浅议10kV 配电线路单相接地故障及措施[J].建材与装饰（上旬），市场营销，2010（03）.