配电网接地故障原因分析及处理方法

翟润强

摘 要：配电网接地故障严重影响电网安全、可靠运行。在接地故障发生之后，如果不能及时处理，将对电网造成严重的损害，对人们生活、生产用电都造成较大影响，对人身安全构成严重威胁。因此，需要对配电网接地故障原因进行认真分析，才能有针对性地采取相应的处理方法，及时排除故障。

关键词：配电网；接地；故障；原因；处理方法

中图分类号：TM862 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）03-0130-02

Abstract： The grounding fault of distribution network seriously affects the safe and reliable operation of power network. After the ground fault occurs， if it can not be dealt with in time， it will cause serious damage to the power grid， thus having a greater impact on people's lives， production and electricity consumption， and posing a serious threat to personal safety. Therefore， the distribution network grounding fault causes need to be carefully analyzed， in order to take appropriate treatment methods for timely troubleshooting.

Keywords： distribution network； grounding； fault； cause； processing method

配電网是由多种配电设备（或元件）以及相关的配电设施共同组成，从而实现变换电压和向终端用户直接分配电能的电力网络系统，其安全、稳定运行，对于整个电网的安全运行有重要的意义。根据相关资料统计显示，我国电力系统运行中，其中中压配电网发生触电事故最多，每年有2000多起，导致死亡人数近1000人。而且中压配电网在接地故障后，如果不能及时排除故障，极易导致电网大面积停电，给人们正常的生活和生产带来巨大影响，有的甚至导致重大经济损失。再者，配电接地系统的安全运运行，对于保障人民群众人身安全、提高供电可靠性的具有重要意义。因此，电力工作者必须不断提高自身技术技能，及时发现故障隐患，采取有效的措施排除故障，才能确保配电网安全、稳定运行。

1 配电网接地技术现状

随着经济的快速发展，人们生活和生产用电量也不断攀升，对电力电能的依赖也越来越强。针对此种情况，近年来，电网公司也在不断解决配电网存在的薄弱环节，优化配电网结构，配电网的发展与建设也进入了新的时期。但配电网接地故障长期以来一直是配电网运行过程发生率最高故障类型，对配电网的安全运行造成较大威胁，需要技术人员给予充分的关注。因为配电网接地故障的处理面临着小电流接地系统故障选线、高阻、弧光、断线故障诊断与处理等多种难题，配电网接地故障处理成为行业内关注的热点问题。在我国电网建设中，中低压配电网中性点接地方式主要包括：大电流接地方式和小电流接地方式二种，二者中又以小电流接地方式最为普遍。随着电网的建设与发展，在配电网开始采用中性点经小电阻接地的运行方式，此外，也有一些配电网中性点经高电阻接地、经消弧线圈并联小电阻接地的运行方式。从理论设计以及工作原理分析来看，小电流接地系统在一定程度对提高配电网供电的连续性有很好作用。然而，由于中低压配电网的运行环境十分复杂，沿线树枝和异物的隐患很突出。再者，设备技术和质量水平参次不齐，存在的绝缘薄弱点还有很多，单一的相接地故障发生后，也导致其他相电压上升，最终出现两相接地短路故障的发生。同时，接地故障点的排查技术应用还存在不足，选段技术与接地选线技术在实际应用中效果不十分明显，仍采用分段试停、试拉线路等原始方法，对于非故障区域的用电户影响较大，也导致故障排除效率低下，使得电网运行可靠性受到影响[1]。

2 配电网接地故障原因分析

2.1 污闪

在10～35kV配电网络中，最常见接地故障是由绝缘子污秽闪络，最终导致配电线路出现多点接地的故障现象。通过线路单相接地和引起跳闸的发生原因进行分析也可以发现，线路绝缘子污秽放电是故障产生的主要原因，而且，在对10kV配电线路进行巡检时，发现因表面长期积污而被放电烧伤的绝缘子存在数量较多，对配电网的安全运行造成极大的故障隐患。

2.2 弧光接地过电压

在中低压配电网络中，常用中性点接地系统。如果在配电线路中出现单相接地时，就会导致配网相电压抬升至线电压。在这种情况下，配电线路下方如有树木，遇到大风天气，会出现间歇性地对导线形成放电，也常出现单相间歇性的对地闪络现象，配网接地点会有瞬间的熄灭、重燃交替出现，进而导致配电网运行状态出现交替变化，在电磁能发生激烈振荡的过程中，故障相与健全相出现过电压，故障相的最大过电压为线电压的2倍，而健全相的最大过电压可达到线电压的3.5倍。在如此高的电压作用下，配电网薄弱部位极易出现绝缘破坏，最终导致击穿、短路或者危及电气设备的事故发生[2]。

2.3 铁磁谐振过电压

随着用电量的不断增加，配电网的规模也不断扩大，配电网整个网络对地电容越来越大，在网络中因为空载变压器的非线性电感与电磁式电压互感器都存在有较大的非线性电感，其感抗总量远比容抗总量大得多。再者，电磁式电压互感器通常采用一次线圈中性点直接接地，在遇到单相地、操作倒闸、雷击等激发时，通常会出现铁磁谐振，而此谐振产生过程中的过电压可达到线电压的3倍以上，极易导致避雷器爆炸、绝缘闪络受损、电气设备损坏烧毁等情况发生[3]。

2.4 单相接地导致相间短路

在6～10kV配电系统，变压器所采用的接线方式多采用三角形接线，没有安装相应消弧装置，也没有中性点引出。而随着电网规模的不断扩张，安装的电缆数也不断增加，配电网对地电容也在增加，在这种情况下，如果配电网中出现瞬间单相接地，其产生的电弧无法自行熄灭，如果电弧长度达到一定的数值，就会导致配电网相间短路，诱发断路器跳闸。

2.5 雷击灾害

配电网系统运行区域比较广，运行环境也千差万别，也极易因雷击导致危害配电网运行的事故发生。在这方面，不仅在防范直击雷对配电网的影响，同时，也需要重视地闪、云闪形成感应过电压对配电网安全运行造成的危害。还有配网防雷设施老化，耐雷水平和绝缘性能较低，都易导致因雷击灾害导致接地故障，进而危及电网安全运行。

2.6 其他因素导致的接地故障

这方面的主要存在以下几点需要充分重视：一是设备生产质量存在问题，主要体现在其绝缘性能较低，绝缘子安装前未逐片摇测绝缘和抽样进行交流耐压试验，绝缘爬距不够，不能满足相关技术要求。有的则是安装不规范，导致设备运行中存在较大故障隐患。二是运行维护工作不到位，对配电网络的巡检工作不认真，没有及早发现存在的问题，或者没有按维护要求进行轮换检修，致使配电网运行中存在缺陷。三是线路设计、布局不科学。有的则是因外部自然条件的变化，导致架设，交叉跨越距离不够等。

3 配电网接地故障的防范处理措施

针对配电网接地故障发生的原因，电力工作者应采取相应的防范处理措施，才能保障供电的安全性、可靠性。结合对配电网接地故障发生的原因分析，需需要采取以下措施[4]：

3.1 强化防污闪工作

根据当地环境状况，依据配电网运行区域的盐密测试，依据数据结果划分污秽等级，尤其是对重污区应做好线路绝缘检测工作，必要时提升线路绝缘水平，增大外绝缘爬距，并留有充足裕度。

科学制定外绝缘的清扫周期，发现问题，及时处理，提高配电线路绝缘水平，消除绝缘缺陷。

3.2 采取接地补偿方法

通过对配电网系统的电容电流进行测试测量，总结接地故障发生时电流值的变化，对于10kV系统中单相接地故障电流大于30A，3kV系统大于10A的，需要采取对电容电流进行补偿方法，有条件的地区可安装消弧线圈。易发生故障的三角形接线变压器，可更换为接地变压器，同时，消弧线圈容量应与变压器匹配。

3.3 消除铁磁谐振

在电力系统中，常见的铁磁谐振过电压是内部过电压，这将极大地威胁电力系统发生后的安全运行，这也是高压熔断器放电和电压互感器烧毁的主要原因。消除配电网中铁磁谐振方法，可以采用电磁式电压互感器一次绕组中性点不接地，也可以通过改变电感器和电容器的参数，使它们不具备匹配条件，并且不易引起共振；消耗共振能量，增加系统阻尼，抑制或消除共振；在电力系统设计中采取不同的接地方法或在运行期间采取临时关闭措施等。有条件的地方，还也可直接安装专用消谐器，降低故障发生率。新型微电脑谐波消除装置，适用于35kV以下各种电压等级，可快速消除铁质。磁共振，并给出报警信号，原理先进，结构合理，性能稳定可靠，属于智能系统。对于抑制铁磁谐振过压，保护高压熔断器和变压器免受损坏有很好的效果[5]。

3.4 重视防雷措施，强化维护工作

为了防止雷击灾害对配电网安全运行的影响，针对配电网设备和线路应科学采取相应的避雷保护措施，通过金属氧化物避雷器、避雷针、避雷线等加强对雷击灾害的防护。定期对配电杆塔和避雷装线进行检查、检测，保证接地引下线牢固可靠，其中终端杆塔接地电阻应≤4Ω，避雷针（网、带）的接地电阻，应≤10Ω。在定期巡检工作中，如果发现接地引线断裂损毁、接地体锈蚀老化、接地电阻阻值超标等情况，必须及时消除，排除故障隐患。

4 结束语

在配电网安全运行中，电力工作者应了解不同接地方式的优劣之处，熟悉掌握不同接地方式的工作原理和适应范围。为了降低接地故障对配电网安全运行的影响，在日常工作中，针对配电网接地故障，也可以采取利用故障指示器来对故障进行定位与选线，通过相关故障选线技术定位故障线路，结合用户分界开关来判别和隔离故障，利用馈线自动化系统迅速隔离故障并恢复健全区段供电等，提高对配电网接地故障的甄别，及时排除故障。也要不断总结接地故障处理经验，提高自身故障处理技能，进一步保证配电网稳定、安全运行。

参考文献：

[1]谭俊源.浅析10kV配电网单相接地故障原因及预防措施[J].科技风，2014（01）：31-32.

[2]梁伟聪.10kV配網单相接地故障分析及处理措施[J].中国高新技术企业，2013（35）：125-126.

[3]袁华，张雄.10kV线路接地故障原因分析及防范措施[J].湖北电力，2011，（3）：47-48.

[4]张勇.10kV配电网单相接地故障处理策略[J].中国科技信息，2014（05）：189-190.

[5]李颂华，麦炯斌.10kV配电线路故障原因分析及防范措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011，6（08）：100-103.