10kV配电线路单相接地故障分析及解决措施研究

摘要：随着供电方式的改变，对配电线路的故障分析和处理工作进行了进一步的加强，使配电线路得以更加可靠、安全地供电。但是在新的供电方式下也不可避免的发生单相接地故障，尤其是在较为恶劣的环境下更是故障频发。文章从10kV配电线路单相接地的故障分析入手，重点论述了10kV配电线路单相接地故障的查找及处理措施。

关键词：10kV；配电网；单相接地；接地故障

中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0154-03随着社会主义市场经济的不断发展，客户对供电服务质量特别是供电可靠性的要求越来越高，电力中断会对国民经济和广大用户造成不同程度的经济损失。2013年，大良街道有172条10kV配电网线路，网架相对较复杂，经过近年的改造，抗台风及防雷能力得到增强，但10kV线路单相接地故障仍时有发生。当发生单相接地故障后，应该及时排查故障位置，研究故障发生的原因并予以解决，在最大程度上减少停电给社会带来的不便。

1以大良街道为例，分析10kV线路故障

2013年，大良所发生跳闸49次，重合闸成功34次，不成功15次。其中10kV线路零序动作跳闸（单相接地故障）27次，占总数的55.10%。

1.1检测10kV线路单相接地发生的故障

如果在10kV配电网的线路中发生了单相接地故障，那么在变电站小电阻接地系统中，10kV高压柜内的继电保护装置就会检测到故障并发出接地信号，继电保护装置将零序保护动作跳闸；在经消弧线圈接地系统中，则只发出告警信号，变电站巡检中心一旦接收到告警信号，就会及时采取相关措施，必要时立即将故障线路断停，最后经由配电线路维修人员进行接地故障查找和

处理。

1.2分析10kV线路单相接地故障所产生的原因

在10kV配电线路中，往往会发生单相接地的故障，经过分析得出其产生的原因包括：通常会遇到裸导线与绝缘子固定不牢，产生脱落，使得裸导线掉在横担上，这样就造成了绝缘导线与树枝相互触碰，导线在风作用下或导线舞动引起绝缘层的破坏从而发生单相接地；位于配电变压器的10kV熔断器或者是避雷器被击穿；10kV线路中所使用的配电变压器当出现击穿高压绕组单相绝缘时便会发生故障；小动物触碰带电设备引起接地故障；还有一些类似塑料袋、风筝、金属带等漂挂物，与线路搭接在一起；线路周围存在高杆树木干扰，尤其是在刮风时树枝和线路相互接触；绝缘子由于环境原因造成了破裂或者脏污，在雨天、雾天便容易产生闪络、放电或者绝缘子的电阻减小等缺陷；在风偏的作用下，导致导线和跳线对杆塔放电；落雷也会极易将线路损坏；除此之外，由于线路周围环境的影响因素较为复杂，也会出现一些不明的因素造成单相接地故障。在以上所列举的一系列产生单相接地故障的原因中，由于绝缘子击穿、小动物触碰带电设备以及树木短接这三项原因占据了超过总原因的80%，为主要因素，因此应该多加注意。通过归纳和总结，结合大良街道2013年27例接地故障现象大致分为以下几种类型：

1.2.1 外力破坏。此种破坏主要是有以下三种方式：首先是小动物的破坏，主要是老鼠，这类占最多；其次是比如塑料袋、风筝、气球等飘挂物与线路搭接在一起产生的故障；另外是由于鸟类对线路的造成的损坏，为了尽量避免产生此类破坏，就需要线路维护工作人员在进行线路运行维护时注意对鸟类等小动物严加防护，可以通过在线路上添加一些绝缘护套来防止此类事故的发生。

1.2.2 导线原因。导线周围清障不彻底或者选取的位置不够空旷，导致树木或者建筑物与导线相距较近，导线上排的横担的拉线一头在固定不紧搭落在了下层的导线上。产生的此种现象便于发现和查找，因此，在巡查人员在日常巡视时多加注意便可发现，并采取有效解决措施。

1.2.3 线路绝缘击穿。潮湿天气及脏污条件下，容易造成线路上的刀闸、开关、绝缘子等被击穿。为了尽量避免此类故障的发生，需要线路巡视工作人员在日常巡视过程中，对线路进行仔细检查，通过分段摇绝缘等检测方法，及时发现击穿放电的位置。

1.2.4 配变电线路中的配电变压器高压引线产生断线故障。配变电线路中所使用的配电变压器当出现击穿了高压绕组单相绝缘时便会发生故障，同时，位于配电变压器的10kV熔断器或者是避雷器被击穿。在通常的10kV配电网中，常出现跌落式熔断器保险、配变引线等在长时间的使用或者不良环境的影响下，加速了其老化，容易产生烧断搭接横担的故障，因此，在日常的检查过程中，维护人员应认真查看，对于发生老化的跌落式熔断器保险以及配变引线等要及时更换。

210kV线路单相接地故障故障查找及处理

2.1利用经验进行故障判断

当接到值班人员所反映的线路故障通知之后，首先需要维修人员对整个线路状况进行初步分析，包括线路的周围环境是否与树木、高层建筑物距离较近；线路的历史运行情况等。通过初步分析，可以对产生接地故障的位置做出基本判断，然后就可以去实际现场对故障方位进行具体查看。在对现场的实际接地故障位置确认之后，就需要维修人员在最短时间内采取有效措施进行维修，然后尽快通知调度值班人员进行送电。利用经验对接地故障进行判断要求维修人员对配电线路的维护巡视常识掌握扎实全面，并且详细了解线路管理的各项基础资料，对整个线路情况要求特别熟悉，可以保证在接到故障通知后，可以根据对线路的情况掌握判断出线路故障的初步方位和原因等。利用经验对故障进行判断只适用于接地故障的表现较为明显清晰的情况下使用，通过经验进判断可以有效提高效率，但是对于表现不明显的故障，就不适合采取经验判断的方式，因为经验判断毕竟不能保证足够准确，接地现象的不明显易使维护人员的判断出现较大偏差，造成判断失误，影响正常的故障处理。

2.2通过分断的方式缩小排查范围

分断的方式可以有效缩小排查的范围，提高效率。所谓的分断方式便是指在线路分断点的断路器或者柱上隔离开关采取开断的操作，在这个过程中，线路维护人员与值班人员联系，没采取一次开断操作，就由值班人员向运行维护人员反馈开断后的线路接地信号消失和存在的情况如何，通过这种方式，可以尽快确定故障所在的线路范围。当然，此种方法可以在线路较长、较为复杂的前提下使用，可以在最短时间内锁定故障所在的范围，进而快速进行故障排查和解决。但是采取分断的方式也存在其不足之处：变电站用的如果是消弧线圈的接地系统，当线路发生单相接地时，线路不停电的情况下可以继续运行两小时。由于此种特点的存在，所以就会容易发生故障还在查找，但是值班人员为减少接地造成的故障，就已将闸拉下断电，这可能造成断路器的多次分合，这便相当于在故障线路上对开关和线路进行冲击，影响设备的寿命和正常运行。因此，分断查找故障的方式应该选择性使用。

2.3采取绝缘摇表摇测判断故障

使用绝缘摇表摇测来判断故障是目前最为科学和有效的接地故障判断方法。此种方法就是使用绝缘摇表摇测绝缘电阻，进而分析其绝缘水平如何，如果绝缘水平降低就可以判断具体的接地故障产生的方位。通过多次的检测我们发现，由于绝缘子绝缘不良而造成线路接地故障次数是偶然因素造成的线路接地故障次数的七倍左右。由此看来，在对10kV配电网线路接地故障的处理应该着重考虑绝缘子绝缘不良这方面的原因，并加以观察和控制。当使用绝缘摇表摇测来判断故障时，一般要首先保证检测的安全，即不能向试验的线路倒送电。之后，便可以进行下一步的检测。通常是选择线路的最大分断点的两端分别使用摇表对绝缘电阻进行摇测，然后将两端的摇测绝缘值进行分析和对比，更低的一端为发生故障的一段线路。之后便可以采取相同的方式对线路范围依次摇测查找发生故障的线路段，直到确定具体的故障方位为止。采取此种方式，每次摇测都可以将产生故障的范围缩小1/2，摇测五次所缩小的范围计算的1/32，通常地，这样一般遥测不超五次就可以查找到故障点了。绝缘摇测的方式也存在其不足之处，在摇测绝缘水平时可能因为雨雪等不良天气的影响造成检测不准确，同时，10kV配电线路一般都是较长较复杂的线路，所以在采用绝缘摇测时所耗费的时间较长。

310kV线路单相接地故障的防治措施

3.1小动物造成单相接地防治

小动物造成的单相接地故障主要是由于一是户外裸露设备（如隔离刀闸）容易被老鼠爬上触碰短接造成接地故障，二是室内配电房孔洞没塞好，老鼠容易爬入带电设备造成接地故障。因此，针对户外设备部分，大良供电所通过加装绝缘护套、在容易被老鼠爬上的杆塔上加装防鼠罩等措施进行防治；针对室内设备，通过土建封堵孔洞、在电房通风孔加装铁纱网等方式进行防治，通过一系列措施后，大良街道设备因小动物引起的接地故障得到有效控制。

3.2对外力破坏造成单相接地故障的防治

这里所指的外力破坏主要有意外的汽车碰撞、伐木或者施工误碰导线等。为了防止此类破坏造成的单相接地故障，要求相关部门做好保护电力设施的法律和法规宣传工作，使周围的人能树立起保护的意识，且还应严惩破坏电力设施的行为。在一些道路的弯道处、交叉路口等交通特殊点设置醒目的警示标志，用以提醒行人车辆避免对电力设施的碰撞。在工程施工的场地也应设置警示标志，提醒工人保护电力线路。

3.3对树木、鸟巢等造成单相接地故障的防治

对配电线路正常运行的破坏，还包括一些树木、鸟巢等因素。例如：在靠近树木较多的地方，台风天气吹倒吹断树木，会使树木压在线路上，造成线路中断接地。同时，鸟巢越造越大，也会压在线路上，使线路接地。要防止此类外力对配电线路的破坏，政府部门应该在法律条文上明确规定好对线路的保护，例如：禁止在输变电线路附近种植较多的树木，巡视人员定期对鸟巢等进行清理等。

3.4对避雷器击穿造成单相接地的防治

为了尽量避免避雷器被击穿的发生，最基础的措施便是选择性能更好的避雷器，对于在使用过程中出现的不合格避雷器应及时更换。除此之外，还要在安装避雷器时做到规范严格，其上部的接相线需要通过线夹紧紧固定，下部要求三相短路且要接地。最后，在避雷器的运行期间，还应做好定期定时的检查与巡视，检查巡视的内容主要包括避雷器的表面是否有闪络的痕迹出现，瓷套管有无破损，引线和接地等稳固与否。

3.5对通道不顺畅造成单相接地故障的防治

由于在配电线路的搭设通道保护区内有高大建筑物，种植了较高树木或者违规交叉搭设线路等，极易发生接地故障。所以，面对此种现象，应该定期对通道进行检查，疏通线路搭设问题，避免市政施工引起的接地故障的发生。

3.6对绝缘子击穿造成单相接地故障的防治

绝缘子被雷击穿引起的单相接地故障是不容易通过观察看出来的，因此，对于防止绝缘子击穿造成的单相接地故障要在日常巡视过程中格外注意，尤其是在对线路进行检测过程中，及时清洁绝缘子表面的污秽，减少污闪产生的可能性。

3.7对导线脱落造成单相接地的防治

导线脱落主要有导线和设备之间脱落，导线和绝缘子之间脱落等。这些脱落现象多是由于在线路的长期运行过程中，发生了导线摆动、热胀冷缩、相互摩擦以及闪络等情况，受到这些影响，导线就会脱落而接地。为了尽量避免此种现象带来的单相接地故障，主要就是用线夹、线鼻或扎线将导线牢牢固定，用在绝缘子上的螺栓要拧紧固定好。在日常的维护保养时注意做好巡视和检查，一旦发现异常现象应及时采取措施。

4结语

综上所述，针对10kV配电线路单向接地故障的解决工作是保证电力供应安全稳定中一项重要的步骤，只有从不同环节、不同方面采取多渠道的保护防治，才可以保障线路的安全、稳定运行。这不仅需要供电部门相关人员在技术、实践方面的努力，还需要社会各界的通力合作，大力支持来确保配电线路的安全可靠运行。笔者在本文中对10kV配电线路的单相接地故障进行了分析，并提出了相关的解决措施，希望可以对线路的顺利运行有所助益。

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作者简介：丘忠（1983—），男，广东梅州人，广东电网公司佛山供电局电气工程师，硕士，研究方向：配电网生产运行及配电网自动化。