一起10 kV配电线路单相接地故障引发的思考

2010-08-15李冬英

时代农机 2010年7期

李冬英

（恩施职业技术学院电气与机械工程系，湖北恩施 445000）

一供电区域内一条10 kV线路发生速断跳闸事故，经过对事故线路进行全线巡视，仅发现一台配电变压器V相跌落式熔断器引线烧断并碰触电杆。故障处理后恢复送电时，线路U相又出现单相接地。经第二次巡线，发现U相线路一只针式绝缘子内部击穿，更换绝缘子后，调度中心恢复送电正常。事故分析:V相接地后，其它两相的对地电压升高，使U相绝缘子击穿产生强大的短路电流引起速断跳闸。

1 单相接地故障产生的原因

我国农、林垦的电网改造工程竣工以后，配电电网安全稳定运行水平得到了很大的提高，但由于种种原因，各种故障和不正常运行状态还时有发生，同时，各种触电事故时有发生（如在田间地头捡拾掉落地上的导线引起的触电事故），究其原因，一方面是因为缺乏基本的安全用电常识，另一方面还与单相接地故障的发生存在密不可分的联系。因此，对于如何正确认识单相接地故障，对单相接地故障采取何种有效的防范措施以确保电网电力系统的安全、可靠和稳定运行就显得尤为重要。

单相接地故障产生的原因主要有:①设备绝缘不良，如老化、受潮、绝缘子破裂、表面脏污等；②外力破坏（如雷雨、大风天气）；③人为过失。

2 单相接地故障的危害

（1）对变电设备的危害。10 kV配电线路发生单相接地故障后，电压互感器可以继续运行，但持续时间不应超过2 h。10 kV电压互感器铁芯的磁通密度选择标准，在正常运行电压下取0.7～0.9 T。当系统发生一相接地时，未接地相电压升高到线电压，铁芯励磁电流增加，因此，在未接地相的铁芯中，磁通密度比正常运行电压时增高很多，可达到1.4～1.6 T，这时铁芯严重饱和，使电压互感器铁芯中所产生的热量相应增大。这种励磁电流的增加，造成严重的过负荷运行，容易烧毁电压互感器。

（2）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。可能使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，严重者可能发生电气火灾。

（3）对供电可靠性的影响。发生单相接地故障后，为了处理故障，一方面需要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路进行停电，因此影响供电可靠性；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，也会对供电可靠性产生较大影响，造成不好的社会影响。

（4）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，对于行人而言，可能发生触电伤亡事故（如农民捡拾落地导线所致触电事故）。

（5）对线损的影响。发生单相接地故障时，由于配电线路直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗。

3 单相接地故障的预防和处理

（1）建立和健全规章制度，供电系统中的很多事故都是由于制度不健全或违反操作规程而造成的。因此必须要建立和健全必要的规章制度，特别是要建立和健全岗位责任制，把责任落实到人，防患于未然，及时发现各种隐患和解决存在的问题。

（2）加强绝缘薄弱环节的绝缘，对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备进行绝缘测试，不合格的及时更换。

（3）对电力工人进行培训，提升他们的专业知识水平，杜绝人为因素的影响。

（4）在配电线路上加装分支熔断器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。

（5）装设绝缘监察装置。绝缘监察装置主要用来监视小接地电流系统相对地的绝缘状况。系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形两端电压接近于零，继电器不动作。在系统发生一相接地时，接地相电压为零，另两个互差120°的相电压叠加，则使开口处出现将近100 V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光和音响信号。值班人员根据信号和电压表指示可以知道发生了接地故障且知道故障相别。（但不能判别是哪一条线路发生了接地故障，如果高压线路较多时，采用这种绝缘监察装置是不够的。由此可见，这种装置只适用于线路数目不多，并且允许短时停电的供电系统中。）

（6）装设单相接地保护。这是一种利用零序电流互感器使继电器动作来指示接地故障线路的保护装置。这种保护装置要求在6～10kV线路的每路出线上都装设零序电流互感器TAN，它利用单相接地故障所产生的零序电流使保护装置动作，发出报警信号。这种单相接地保护装置能够较灵敏地监察小接地电流系统的对地绝缘，而且从各条线路的接地保护信号可以准确判断发生单相接地故障的线路，因此它适用于高压出线较多的供电系统。

（7）当线路上不具备安装零序电流互感器的条件时，且出线条数不多时，用依次断开线路并继之以自动重合闸的方法寻找故障点。