10kV配网单相接地故障分析及处理方案分析

摘要：通过调查可以看出，单相接地故障以及母线故障均是停电事故产生的核心诱导因素，当接地故障出现时，整体电力结构系统会受到损坏，并且也极有可能造成人员伤亡。文章针对当前10kV配电网运行状况和特点等，对10kV配网单相接地故障成因进行分析与阐述，旨在探讨出切实可行的对策。

关键词：10kV配网；单相接地故障；母线故障；停电事故；电力结构；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）18-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.068

单相接地故障较为常见，通过数次分析和调查可以看出，单相接地故障以及母线故障均是停电事故产生的核心诱导因素，当接地故障出现时，整体电力结构系统会受到损坏，并且也极有可能造成人员伤亡。配电线路母线本体电压互感器设备会受到零序电流影响，直至烧毁，而配电设备会因为弧光接地不良状况产生而出现损坏，导线落地时间不合理以及停运线路出现均会对工作人员安全造成极大威胁。针对此种情况，需要进行单相接地故障合理排除，从根本上提升配电网运行质量与运行效率。

1 10kV线路接地故障原因要点分析

1.1 雷电危害与污闪故障

当前农网工程与村村通电工程相继实施，配变数量急剧攀升，使得整体系统覆盖面不断加大，所以此时受雷击概率也会有所增加。需要注意的是，直击雷危害较为多发，加之系统自身防雷力度缺失，所以绝缘质量与耐雷效率较低，还有就是地闪与云闪形成的感应过电压均会存在一定威胁性，随之便会出现接地故障。绝缘子污秽闪络放电阶段，绝缘子会被严重烧伤，此种情况出现也会造成接地故障。

1.2 铁磁谐振过电压

电网规模日渐扩大，网络对地电容也会相应增加，此网络结构体系中，电磁式电压互感器设备与相关空载变电器设备，二者非线性电感较大，并且感抗占主导地位，而容抗则位于次位，倒闸操作时，铁磁谐振会出现过电压，基本绝缘薄弱位置会被攻击，致使接地故障产生。

1.3 线路质量低

线路安装质量较低且布局较不科学，部分线路并未进行规范式安装，具体交叉跨越距离远远不足，而部分线路在进行安装操作前也没有进行绝缘子逐个遥测绝缘，交流耐压试验环节被忽略会使配变安装接地电阻难以达到预期要求，避雷器设备安装前尚未进行及时检测，低压侧位置处没有安装相应避雷器设备。线路日常运行维护模式不佳也容易造成接地故障，若不能对线路进行定期检修，那么线路问题将会与日俱增，带病运行必将带来不良效应。设备绝缘质量低，绝缘水平低，安装操作与实际安装要求不相符，线路通道中植被的存在使得通道运行受阻，若不能进行树木定期裁剪，便会出现线路接地现象。

2 接地保护方式要点分析

当前配电网中性接地环节，主要涵盖了中性点有效接地内容和中性点非有效接地内容两种。10kV配电网一般情况下会选择中性点非有效接地方式，通常此种接地模式亦被称之为小电流接地方式，单相接地操作质量高，所以供电可靠性保护效率较高。但在中性点有效接地方式中，单相接地现象出现时便会立即跳闸，尽管线路安全得到保障，但停电事故则会滋生。中性点非有效接地主要分为中性点不接地内容和中性点谐振接地内容以及相关经高电阻接地内容等。中性点不接地模式运行中，当永久性单相接地短路故障排除状态下，线路可带故障运行，时间额度约为0.5～2h，假设出现间接性弧光接地，那么最终谐振过电压便会达到相电压的2.5倍，最高不超过3倍，非接地相绝缘击穿状况便会出现，致使线路短路。假设接地故障持续蔓延，稳定性弧光阶段被影响，那么便会出现高热，设备也会受到严重损伤。

3 10kV线路接地故障危害要点分析

3.1 设备受损、线路跳闸

单相接地状况出现时，非故障相电压会有所升高，此时弧光接地过电压过高，变压器设备和电压互感器设备以及避雷器设备等均会受到严重威胁，使得上述设备不能够安全平稳运行，从而导致设备烧毁。网络不断发展的过程中，网络对地电容越来越大，单相瞬间接地状况出现，电弧本体不能自行熄灭，致使相间短路状况出现，断路器设备便会跳闸。还有一种现象就是单相接地状况产生阶段，非故障相电压便会不断提升，其他相存在绝缘薄弱环节，击穿情境便会出现，使得两相接地短路状况产生，断路器设备便会跳闸。

3.2 系统不稳、影响供电

变电站输送10kV系统若出现间接性接地状况，接地点电弧便会间接性熄灭与间接性重燃，随之也会造成电网运行状态不断变化，电磁能此时会在其影响下而发生强烈震荡，10kV结构系统稳定性缺失，严重情况下也可导致停运。从实际角度而言，单相接地以故障形式产生，当单相接地故障发生时，务必进行故障诱因找寻和技术处理，反之则会造成设备损坏，用户停电状况便会出现，在一定程度上降低了基本供电可靠性。

4 10kV线路接地故障判断要点分析

一相电压降至为零时，其他两相电压会有所升高，最终到达线电压位置，随之出现接地信号，此种状况被定性為完全接地；一相电压降低过程中，其额度数值不能小于零，其他两相电压升高过程中小于基本线电压时，会发出接地信号，此种状况被定性为不完全接地；一相电压降低却不是零时，其他两相电压会升高至线电压，接地信号发出，此种状况被定性为电弧接地；一相电压降低到零时，其他两项电压并未加以升高，当接地信号发出时则被定性为母线电压互感器设备二次熔断件熔断一相；一相电压降低过程中电压数值不为零，其他两相电压也不存在升高状况，接地信号发出时则可定性为母线电压互感器一次熔断件熔断一相；当一相电压降低却不为零时，其他两项电压升高过程中超过过线电压，有时出现其他两相电压降低却不为零，此刻一相电压陆续升高；三相对地电压会按照相序次序加以运行，轮流升高过程中在1.2～1.4倍相电压阶段出现低频摆脱状况，频率为次/s；三相对地电压共同攀升，线电压额度被超越，接地信号产生则被视为线路并联铁磁谐振；三相相电压或线电压二者超过额定值状态时，那么便会被定性为串联铁磁谐振。

5 10kV配網单相接地故障处理方案分析

5.1 故障预防

针对引发单相接地故障的因素，适时筛选正确故障预防手段显得尤为重要，目的就是为了有效减少故障发生几率。首要的即为加强线路巡逻力度，不仅如此，还要及时进行通道障碍清理，通过导线与其他建筑物、植被间的距离检查，来定性是否存在安全隐患，杆顶位置与横担之上需检查是否存在异物，绝缘子位置的导线牢固检查势在必行，查看是否存在脏污破损状况和导线垂弧过大状况，在及时发现问题的同时予以及时处理，全方位、多角度地保证通道畅通与整体线路安全。

5.2 合理选线

10kV配网中，基本接地模式即为中性点非有效接地方式，当单相接地故障产生时，需要找准故障点，并进行接地故障常规检测，以此种方案来迅速排除原有故障，但前提则是不能影响整体线路供电可靠性。故障定位与合理选线尤为重要，实践操作环节，正确选线率相对较低，产生此种状况的主要原因即为小电流接地方式故障特征不明显，还有就是会受到负荷谐波干扰，加之选线水平落后致使选线目标难以达成。老旧式操作方案中，借助线路逐条拉闸来进行停电选线操作，尽管此时选线准确率会有所攀升，但城市配电网环境日渐复杂，运用此种模式进行故障排查会耗费过多时间，并且波及范围广，不能有力满足当前配电网自动化需求。因此，需要进行自动选线装置创新与开发，以此来应用到现场选线流程之中，从提高选线质量与选线效率。

单一判据条件下，稳态分量选线模式与暂态分量选线模式以及注入信号选线方式具备一定优异性，不同类型选线方法均按照信号分量内容各异特质进行操作细节划分，稳态分量选线模式中主要涵盖了零序电流基波比幅比相法内容和零序电流谐波法内容以及负序电流法内容等；融合多判据选线方法与前者不同，其主要分为Kslman滤波选线法内容和D-S证据推理选线法内容以及聚类分析选线法内容等，不仅如此，粗糙集理论选线法内容和相关神经网络选线法内容也是其中重点；以图像要素和统计要素以及形态要素为核心依据，那么选线方法可以归类为聚类算法和分析算法以及形态学算法等。筛选合理选线方案来防止接地故障出现，线路节点如配变出口及线路分支、线路始端、线路中端配置接地故障指示器设备，借助具体信号颜色可准确判断接地故障点所在位置，从而选取对应方案加以解决。

5.3 故障处理

单相接地故障处理过程中，工作人员需要听从组织安排，与上级达成配合，接地故障点被确定时，应进行负荷适当转移，其后需断开开关以完成故障有序隔离，实施关闭开关。通过汇报审批完成后，故障设备检修工作便应及时跟进，假设故障点出现在母线上，那么我们就不能进行隔离，而是应以停电检修为主，实施故障有效处理。接地故障检查与接地故障处理过程中，务必要保证操作安全性，室内距故障4m范围内时，室外距具体接地故障点范围额度应维持在8m之内，此范围内不允许未穿戴防护服人员随意进入，必要情况下的故障范围检查，工作人员应穿戴绝缘服饰和佩戴绝缘工作手套，使用正规工作设备、器具予以操作。针对不停电运行状况，应仔细观察设备运行态势，有效遏制故障扩大状况出现，保护设备安全及配电安全。

6 结语

在10kV配电网故障中，单相接地状况时常发生，因为中性点非有效接地模式被广泛应用，之后在此基础上减少了故障停电时间，但是无法进行准确选线操作，使得诸多问题滋生。在仔细分析故障成因的前提下，通过故障预防、合理选线以及故障处理等来从根本上提升配电安全性能，使接地故障发生率得以降低。

参考文献

[1] 王亚平，任小虎.10kV配电网单相接地故障成因与排除方法分析[J].广东科技，2013，（10）.

[2] 熊婷婷，曾祥君，王媛媛，丁胜强.非有效接地电网单相接地故障选线技术综述[J].电气技术，2013，（5）.

[3] 马云飞，闫小鹏，闫小飞.10kV配电线路单相接地故障研究[J].科技资讯，2012，（32）.

[4] 林文，程志兵.10kV线路单相接地故障[J].农村电气化，2011，（7）.

作者简介：杨蓝文（1990-），男，广东深圳人，深圳供电局有限公司助理工程师，研究方向：10kV配网故障分析。

（责任编辑：秦逊玉）