10kV配电线路单相接地故障分析及处理预防措施

聂高见

（河南济源钢铁集团有限公司，河南 济源 459000）

10kV配电线路单相接地故障分析及处理预防措施

聂高见

（河南济源钢铁集团有限公司，河南 济源 459000）

10kV配电线路是电网的基础设施，其运行方式是中性点不接地方式，属于小接地电流系统。文章首先对单相接地故障的原因及危害进行了分析，并对接地故障的处理方法进行了阐述，在此基础上提出了相应的故障处理整改预防措施。

单相接地；故障分析；处理预防措施

在电力系统中，单相接地故障是一种较常出现的故障，由于接地点容性电流较小，线电压不变，不影响向负荷供电，短时间仍可继续运行。但发生单相接地故障时所经流的电容量较大时就会在接地点导致电弧，形成一种间歇性的电弧过电压，容易烧损电压互感器保险，严重时危及电压互感器本身及其它设备，危及线路运行安全和人身安全。因此，掌握电力系统单相接地分析与处理方法，及时发现并排除线路接地故障，确保可靠供电，对从事电气运行工作的人员来说至关重要。

1 单相接地故障的主要危害

（1）对变电及配电设备的危害。10kV配电线路发生单相接地故障后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，将进一步使线路上的绝缘子击穿，造成严重的短路事故，将威胁系统中的变压器、电压互感器、开关、避雷器等设备的安全运行,引起设备烧毁,也可能发生电气火灾事故。

（2）引起短路。当发生单相瞬间接地时，电弧不能自行熄灭，容易形成相间短路，使断路器跳闸。另一种情况如发生单相接地时，非故障相的电压将升高，如网络中另一相存在绝缘薄弱点，势必会引起击穿，从而导致两相接地短路，使断路器跳闸。

（3）对供电可靠性的影响。接地位置还容易出现间歇性电弧，这种电弧会在电力系统中引起铁磁谐振，使三相电路出现不平衡状态，如一相电压下降，另外两相电压升高或一相电压升高，另外两相电压下降等，无论哪种现象都是会破坏供电稳定性。

（4）危及人畜生命安全及引发火灾。单相接地故障多发生在雷雨季节即夏秋季，此段期间多雨、多雷、大风、气候潮湿，如果配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员（特别是夜间），可能发生跨步电压引起的人身电击事故，也可能发生牲畜电击伤亡事故。另外，发生电弧接地时如周围有易燃物，可能会引发火灾。

（5）对供电量的影响。发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运故障线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万kW时，影响企业的经济效益。

2 单相接地故障的原因

（1）导线断线，主要表现为两个方面：①导线接头处因为接触不良而造成的发热烧断；②绝缘子中的导线绑扎、固定不紧，接头掉在地面或横担，从而导线断线的。

（2）绝缘子击穿，主要是由于绝缘子污闪和雷击造成的。

（3）异物搭接，是由于其他物体遇到风雨等天气时，线头搭落在导线上。

（4）树木短接，是指树木直接穿过裸线或是树枝搭在线路上。

（5）飞禽等外力破坏，供电所在巡线过程中，经常发现转角杆下有许多鸟的尸体，因为10kV线路转角杆都有挑线瓶和挑线，线路较密集，使导线与导线之间、导线与横担之间安全距离很小，大型鸟类脚落在横担上，收翅膀的瞬间，触及带电导线，体型小的鸟就落在地上，体型大的鸟就死在电杆上，造成接地故障。

（6）人为操作失误，由于线路多在路旁地边，许多施工车辆撞杆、挂拉线的故障时有发生，轻者单相接地，重者断杆断线，全线跳闸，造成大面积停电。

3 单相接地故障处理措施

在10kV配电线路发生接地故障时，维修单位必须及时找到故障线路予以切除，确保电网稳定运行。具体操作步骤如下：

（1）记录故障时间，接地相别，相关数值。

（2）对站内设备是否存在故障进行排查。先检查设备的外部是否有损坏情况、是否有放电网络，然后检查断线接地情况，对避雷器、互感器、电缆头进行检查，检查设备上有无脱落物及外力破坏等现象；

（3）对站内出现故障设备的处理。①用开关隔离故障点。若检查发现电流互感器等设备有故障，要及时处理，立即转移负荷，并隔离故障；②故障点只能用刀闸隔离。必须注意的是，不准用刀闸拉开接地故障和线路负荷电流，要用倒运行方式隔离故障点；③故障点在母线上。没有办法隔离，则立即转移该母线上的线路负荷；如果不能转移，应首先通知用户做好停电准备，然后故障母线停电，立即通知检修人员抢修。

（4）站内设备未发现问题的情况处理。如找不出故障点,再进行线路接地的寻找。把电网分割成电气上不相连的几个部分，判断单相接地区域。分网运行缩小范围。10kV系统单项接地主要考虑变电站10kV母线分段运行缩小范围。当对出现接地信号的一段母线进行查找处理，这是最常用的一种方法，可以缩小查找故障范围，减少查找故障的盲目性。

（5）电网分割后，可进行拉合闸试验,顺序依次为：①空载线路、无功补偿电容器；②双回路或有其他电源的线路，多电源线路应采取转移负荷，改变供电方式寻找故障点；③分支最多、最长、负荷轻或不重要的线路；④分支较少、较短、负荷较重的线路。

4 单相接地故障预防整改措施

（1）加强定期检修配电线路，主要包括导线和周围建筑物、树木的距离是否符合规程的要求；电杆顶端有没有鸟窝；导线有没有外伤及松股；导线的弧垂有没有过小、过大等；绝缘子中导线有没有牢固绑扎及固定；固定绝缘子的螺栓有没有脱松；横担和拉带螺栓有没有脱松，拉线有没有破股或断裂及被盗。及时消除线路缺陷，不让线路长期带病运行。同时加强线路通道的清理，定期裁剪树木，确保线路通道完好。

（2）定期的进行绝缘测试，主要针对的是配电线路的分支熔断器、避雷器、绝缘子等一些设备；另外还要重点检查变压器的绝缘性能是否正常，其高压引下线接头有无良好接触。

（3）进行检查及试验配电变压器和10kV公用的变压器，及时维修和更换不合格变压器。

（4）安装避雷器和分支熔断器，提高10kV线路的防雷水平，在线路经过雷区的地方加装性能好的金属氧化物避雷器，降低避雷器的接地电阻，降低配变接地装置的接地电阻，在配变低压侧加装低压避雷器，使用绝缘性能好的绝缘子和线路设备。

（5）合理布局配变位置，使线路接头发热频率降低；注重线路基础建设，合理的预测未来的负荷；减小线路供电半径；选择与负荷相配的导线截面；事实证明，这些改变也可以有效减少10kV配电线路接地故障的发生次数。

另外，为缩短接地故障的查找和排除接地故障时间，缩小停电范围，提高供电可性，变电站内可以安装小电流自动的接地选线装置，此装置可以自动选择发生接地故障的线路，准确率较高，时间较短。而且可以缩短非故障线路不必要的停电时间，提高电网供电可靠性，避免故障向周围扩大。在电网实际的运行中，一定要把此装置与各配电线的间隔零序电流互感器等来配合使用，否则就不能发挥应用作用；主线上装设分段开关、较长分支线装设分支开关，较短分支线装设跌落式熔断器；主线上分段装设接地故障显示仪，分支线上装设接地故障显示仪。

5 结语

10kV配电线路是电力系统的重要组成部分，是电能输送的渠道，也是连接发电、配电、供电的纽带。伴随着企业的发展，用电的负荷量也越来越大，电线线路也逐年加长，电缆线路的越来越多，各电路的电容量也逐年增大，因此对10kV单相接地障碍的具体诊断方法以及处理方法的探讨具有非常重要的实践意义。

［1］张志英，王琳，文效宇.电力系统单相接地和断相故障的判断与处理［J］.江西煤炭科技，2001，（4）：28-29.

［2］周封，王亚丹.10kV配电线路单相接地故障分析及故障查找［J］.科技信息，2010，（6）.

［3］刘浩宇.中低压配电网单相接地故障选线方法研究［J］.科技创新导报，2010，（11）：59．

［4］杜新春.小电流系统单相接地故障行波选线技术［J］.科技创新导报，2009，（29）：39．

［5］康玮，胡世佳.10kV配电线路单相接地故障成因及预防探讨［J］.北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011，28（4）：17.

Fault Analysis and Treatment Precaution of Single-phase Earthing Fault of 10kV Distribution Line

NIE Gao-jian
（Henan Jiyuan Iron&Steel Group Co.，Ltd.，Jiyuan，Henan 459000，China）

The 10kV distribution line is the infrastructure of the power grid，and its operation mode is the neutral point ungrounded way，belonging to the small grounding current system.In this paper，the causes and hazards of single-phase earth fault are analyzed，and the treatment methods of ground fault are expounded.On this basis，the corresponding preventive measures are put forward.

single-phase grounding；fault analysis；treatment precautions

TM726

A

2095-980X（2017）04-0023-02

2017-03-23

聂高见，主要研究方向：配电网。