配电线路运行中单相接地故障处理技术

司徒舒鹏

摘 要：配电线路在电力输送输送过程中发挥着重要作用，直接影响着电力输送的安全性与稳定性。在配电线路运行中，高压线路单相接地是较为常见的故障，这种故障不仅会危害到人身和设备的安全，还会影响到供电的可靠性。因此，应仔细分析配电线路单线接地故障出现的原因，提出相应的解决办法和预防措施，尽可能的减少和避免单相接地故障的发生，为配电网安全稳定运行提供保障。本文介绍了配电网运行过程中出现单向接地故障的危害，同时对单向接地故障的处理技术进行了探讨，以供参考。

關键词：配电线路；单相接地故障；处理技术

在配电网运行过程中，单相接地故障的发生几率最高，占总故障率的80%左右。按照我国电力系统的规程规定，单相接地故障发生后，小电流接地系统可以带故障运行l～2小时，这样可以提高供电的可靠性和持续性。发生单相接地故障时，系统的线电压依然对称，再加上短路电流不大，对负荷的连续供电也不产生影响，因此，没有必要立即开启保护装置。此外，电网具有一定的补偿作用，发生瞬时故障时，消弧线圈的电感电流能够对接地电容电流进行补偿，可以自行熄灭接地电弧，这样就大大提高了供电的持续性和可靠性。但是，如果系统长时间带故障运行会使故障进一步扩大，由一点扩大成两点甚至是多点接地故障。而且，电弧接地故障会产生较高的过电压，会严重威胁到电网的安全，因此，一旦出现接地故障应尽快找到故障地点，及时排除故障。

一、出现单相接地故障的危害

1.对设备、人、畜的危害。在运行过程中发生单相接地故障后，10kV母线上的电压互感器会检测到零序电流，从而在开口三角形上产生零序电压。这样一来，电压互感器铁芯就会发生饱和，在一定程度上增加了励磁电流。达到一定的运行时间之后，就有可能烧毁电压互感器，从而使设备发生损坏，造成大面积的停电事故。另外，发生单相接地故障后，也可使谐振过电压达到正常相电压的好几倍，从而危害到变电设备的绝缘，情况严重的时候还可能击穿变电设备绝缘，酿成更大的事故。与此同时，过电压还会进一步击穿线路上的绝缘子绝缘，发生严重的短路事故，还有可能烧毁配电变压器、避雷器及熔断器，甚至还会发生火灾。严重的单相接地故障还会对区域电网产生危害，使区域电网系统的稳定性遭到破坏，从而造成更大的事故。如果是导线接地这类故障，当接地配电线路仍在运行的时候，就可能危害到线路巡视人员和行人的安全，引发触电事故，还有可能发生牲畜触电伤亡事故。

2.降低供电的可靠性。单相接地故障发生后，为了应对这种情况，不仅要进行人工选线，对正常运行的配电线路要进行停电，停止供电，而且发生单相接地的配电线路还会停运。在查找和消除故障的过程中，用户的正常用电就得不到保障，尤其是在雷雨、夜间、地形复杂及庄稼生长期发生故障时，会给查找和消除故障带来很大的难度，这样就会导致大面积、长时间的停电，直接影响到供电的可靠性。据相关统计数据表明，由于单相接地故障的影响，一个县级市每年至少会少供电十几万千瓦时，不仅会影响到供电企业的供电量指标，而且还会影响企业的经济效益。

3.增加线损。单相接地故障发生后，由于接地相对大地放电，从而损耗了大量的电能。如果按照相关规程规定继续运行1～2h，将会造成更大的电能损耗。

二、单相接地故障的判断及处理

1.分析与判断。在配电线路的运行过程中，由于多种因素的影响，难免会出现一些故障。因此，一旦出现故障，首先应进行分析和判断，然后再进行有针对性的处理，从而最大限度的降低损失。发生单相接地故障的时候应参照以下方面进行判断：第一，如果一相电压降至零，其它两相电压增大到端电压，出现接地信号，这就是完全接地的情形；如果一相电压降低但大于零，其它两相的电压增大但低于端电压，出现接地信号，这就是不完全接地的情形；第二，如果一相电压降低但大于零，其它两相的电压增大到端电压，出现接地信号，这就属于间歇性电弧接地的情形；第三，一相电压降至零，其它两相的电压不变，出现接地信号，这就表示互感器的二次熔断件其中一相发生了熔断；第四，如果一相电压降低但大于零，其它两相的电压没有增大，出现接地信号，这就表示互感器的一次熔断件其中一相发生了熔断；第五，如果一相电压降低但大于零，其它两相的电压增大到端电压以上，或两相的电压降低但大于零，同时一相电压增大；三相对地电压同时增大并大大超出端电压。出现接地信号，这就是并联铁磁谐振的情形；第六，端电压或三相相电压均远远超出额定值，这就是串联铁磁谐振的情形。

2.处理方法

（1）预防措施。主要有以下预防措施：第一，定期对配电线路进行巡视，对导线对接处线夹的温度进行测量，看其是否正常。对变压器等设备的运行环境进行检查看其是否符合要求，看导线与建筑物、树木的距离是否符合要求，导线绑扎是否牢固，安装拉线绝缘子时是否符合要求，导线交叉跨越的距离是否符合相关规定等；第二，定期对配电线路上的变压器、避雷器、开关等相关设备进行预防性测试，如果不合格应及时进行修理或更换；及时处理平时运行中发现的设备缺陷；第三，加装分段开关及支线开关，有利于快速查找配电线路的故障点，进一步缩小故障范围，减少停电的时间和面积，也能大大提高故障维修的效率；第四，有条件的单位或地区可使用高一电压等级的绝缘子，从而提高配电网的绝缘强度。

（2）发生单相接地故障之后的处理方法。发生单相接地故障时，主要的处理方法有经验判断法、推拉法、线路绝缘摇测法，现介绍如下：

①经验判断法。通常情况下，在接到变电所线路单相接地故障通知后，运行维护单位会直接组织运行维护人员对线路进行全面巡视，以查找故障点。如果无法确认明显故障点，则需要依靠运行维护人员的经验对线路故障可能存在的点进行分析和判断，主要包括以下几个方面：了解设备的历史运行情况，对可能引起线路单相接地的点进行分析和判断，之后再去现场进行确认并处理，然后再试送电。这种判断方面具有一定的局限性：第一，经验判断法对单位的要求较高。日常管理基础资料不仅要详实准确，还要能实现动态管理。同时，对运行维护人员的要求也很高。比如运行维护人员要熟悉线路环境以及设备等情况，这是进行经验判断的基础；第二，由于夜晚的光线不是很好，发生接地故障的时候，特别是不完全接地时，给查找故障点带来了很大难度；第三，遇到一些特殊的情况时，经验判断法难以发挥作用。

②推拉法。这种方法是指运行维护人员通过对线路分段开关进行开断操作，并与变电所随时保持联系，以操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围。

③线路绝缘摇测法。在分段、分支开关较多，需要尽快恢复送电，故障点难以查找的线路上使用线路绝缘摇测法比较合适，特别是在电缆线路上这种方法尤为实用。线路绝缘摇测可用2500伏兆欧表或万用表对每相线的绝缘电阻进行测量。在实施线路绝缘摇测法之前，首先要对无向试验线路倒送电及产生感应电的可能性进行分析。在线路分段分别对两侧的绝缘电阻值进行摇测，然后比较摇测点两侧的绝缘值，故障段应在较低的一侧。这种方法不仅可以监测线路的绝缘水平，对线路绝缘情况进行总体的把握，还能查找出传统处理方法查找不出来的线路接地故障。使用这种方法查找故障段大约可将故障范围缩小1/2，查找5次就能将故障范围缩小到线路总长的1/32长度，大大提高了查找故障点的效率。在查找线路接地故障的时候，对故障段的故障相进行判断之前，必须要保证配电变压器和电容器应均被可行断开，否则，分别摇测的三相绝缘值往往只是三相相通的绝缘值，并不是真正的单相绝缘值。如果是架空线路，摇测绝缘电阻的时候如果是在晴天，经验值>100mΩ时为合格，如果在摇测中没有拉开配电变压器，则经验值>50mΩ为合格；若测试中没有拉开配电变压器丝具，则低于30MΩ为不合格。电缆线路发生断芯故障的时候，应将电缆线终端的三根相线与中性线并接起来，在线路首端用万用表对相线与中性线之间和每两相线之间的电阻进行分别测量。电阻值不大则说明电路是完好的；反之，如果电阻值过大，甚至高达数千欧，则表示电路有断芯处；如果三相对中性线的电阻都很大，而三相之间的电阻较小，则中性线必有断芯处。

三、发挥新技术和新设备的作用

在配电线路的运行和维护过程中，要积极发挥新技术和新设备的作用，这样才能减少线路故障，确保线路稳定运行。现对具有代表性的新技术或新设备进行简单的介绍：第一，小电流接地自动选线装置。这种装置可以对发生单相接地故障的线路进行自动选择，同时还具有准确率高、时间短的特点，可提高非故障线路供电的稳定性。第二，单相接地故障检测系统。可在变电站的配电出线出口处加装信号源，在配电线路上加装单相接地故障指示器，对故障区段进行指示。配电线路上发生单相接地故障后，可按照指示器的颜色變化确定故障范围，从而及时查到故障点。第三，防爆自动脱离型过电压保护器。目前，在配电线路和变台上防爆自动脱离型过电压保护器已逐渐替代了原金属氧化物避雷器和FS—lO阀型避雷器，这种保护器设备具有放电效果好、绝缘击穿率低、耐多重雷击、运行稳定、能够实现可靠脱落、安全性高、残压低、响应时间快、通流容量大、陡坡特性平坦等诸多优点。

四、结语

综上所述，随着我国经济水平和电力技术的高速发展，针对接地故障的问题人们采取了多种装置和系统来进行处理，比如接地自动选线装置和快速的故障检测系统等。这些新型设备在某些方面具有很明显的优势，但仍然存在一定的局限性。因此，采取人为的手段对单相接地故障的预防和整治是必不可少的。相信随着科技的进步和管理手段的进一步完善，配电线路运行过程中的单相接地故障可以得到很好的解决，供电企业的供电质量和经济效益也能得到很好的保障。

参考文献：

[1]姜江.配电线路单相接地故障分析处理[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2012（10）.

[2]刘宇石.关于配电线路单向接地故障的探讨[J].消费电子，2012（9）.

[3]李新毅.单向接地故障在配电线路运行中处理方法[J].科技创新与应用，2012（2）.

[4]蒋涛.浅谈单向接地故障分析处理及预防措施[J].科技与向导，2011（25）.