10kV线路单相接地故障原因及处理措施

吴继宏

(张家口供电公司蔚县分公司,河北蔚县 075700)

10kV线路单相接地故障原因及处理措施

吴继宏

(张家口供电公司蔚县分公司,河北蔚县 075700)

农网线路,由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂,地理环境和线路通道较差,在潮湿、雷雨天气极易发生单相接地。本文结合多年运行经验,通过对10kV单相接地故障原因、故障特点的分析,指出单相接地对配电设备的危害和防范措施。

电气故障 10kV配电线路 单相接地 处理措施

电力系统可分为大电流接地系统(包括直接接地、经电抗接地和小电阻接地)、小电流接地系统(包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。目前各县级电力企业,都是以110kV变电所为电源点,以35kV输电线为骨架,以10kV配电线为网架结构。由于电压等级较低,输配电线路不长,对地电容较小,因此,属于小接地电流系统。当小接地电流系统发生单相接地时,由于没有直接构成回路,接地电容电流比负载电流小得多,而且系统线电压仍然保持对称,不影响对用户的供电。因此,规程规定允许带一个接地点继续运行不超过2h。但是由于非故障相对地电压的升高,对绝缘造成威胁。

1 单相接地故障的特征

单相接地按其接地性质分为:完全接地、不完全接地和间歇性接地等。发生一相完全接地时,即金属性接地。相电压特征是一相电压为零,其他两相电压升高到线电压,结果判断为:电压为零相是接地相。(1)发生一相不完全接地,即通过高电阻或电弧接地,相电压特征是一相电压降低,但不为零;另两相电压升高,大于相电压,但达不到线电压。结果判断为:电压低的一相为接地相。(2)间歇性接地,随击穿放电次数,三相电压表来回摆动,接地相电压时减、时增,非故障相电压时增、时减、或有时正常。

2 发生单相接地故障的原因

农网工程和户户通电工程实施后,配变增多,系统覆盖面大,结合工作实际情况,本人在工作中总结有以下几种原因,分别是:导线断线落地或搭在横担上;导线在绝缘子中绑扎或固定不牢,脱落到横担或地上;导线因风力过大,与建筑物距离过近;配电变压器高压引下线断线;配电变压器台上的10kV避雷器或10kV熔断器绝缘击穿;配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地;绝缘子击穿;线路上的分支熔断器绝缘击穿;同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落,搭在下排导线上;线路落雷;树木短接;鸟害;飘浮物(如塑料布、树枝等);其它偶然或不明原因。

3 单相接地故障查找方法

(1)高压配电线路发生故障或异常现象,应迅速组织人员(包括用电监察人员)对该线路和其相连结的高压用户设备进行全面巡查,直至故障点查出为止。(2)线路上的熔断器或柱上断路器掉闸时,不得盲目试送,必须详细检查线路和有关设备,确无问题后,方可恢复送电。(3)中性点不接地系统发生永久性接地故障时,可用柱上开关或其他设备(如用负荷切断器操作隔离开关或跌落熔断器)分段选出故障段。

4 对单相接地故障的危害和影响分析

(1)对变电设备的危害。10kV配电线路发生单相接地故障后,变电站10 kV母线上的电压互感器检测到零序电流,在开口三角形上产生零序电压,电压互感器铁芯饱和,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,也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压,危及变电设备的绝缘,严重时使变电设备绝缘击穿,造成更大事故。

(2)对配电设备的危害。单相接地故障发生后,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,同时可能烧毁部分配电变压器,使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。

(3)对人畜危害。对于导线落地这一类单相接地故障,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。

(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,特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件,和在山区、林区等复杂地区,以及夜间、不利于查找和消除故障,将造成长时间、大面积停电,对供电可靠性产生较大影响。

(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。

5 单相接地故障的预防和处理措施

5.1 预防办法

对配电线路定期进行巡视,主要检查导线与树木、建筑物的距离,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,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉线螺栓是否松脱,拉线是否断裂或破股,导线弧垂是否过大或过小等。

5.2 处理措施

(1)避雷器瓷套有无裂纹、损伤、闪络痕迹,表面是否脏污。避雷器的固定是否牢固。(2)对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试,不合格的应及时更换。对配电变压器定期进行试验,对不合格的配电变压器进行维修或更换。(3)在农村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。(4)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。

6 新技术新设备的应用

(1)小电流接地自动选线装置。在变电所加装小电流接地自动选线装置,此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路,时间短,准确率高,改变传统人工选线方法,对非故障线路减少不必要的停电,提高供电可靠性,防止故障扩大。目前,已有部分变电站加装了这套装置,取得了良好效果。在实际应用中,应注意此装置与各配出线间隔上的零序电流互感器配合使用,否则不能发挥任何作用。

(2)单相接地故障检测系统。在变电所的配出线出口处加装信号源,在配电线路始端、中部和各分支处,三相导线上加装单相接地故障指示器,指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后,根据指示器的颜色变化,可快速确定故障范围,快速查到故障点。

[1]周封.王亚丹,10kV配电线路单相接地故障分析与故障查找[J].科技信息,2010年06期.

[2]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年11期.

[3]贺红星.10kV单相接地故障的分析[J].农村电气化,2001年08期.

吴继宏,男,本科,助理工程师,主要从事继电保护、远动自动化、无功管理、供电可靠工作。