变电站35kV系统单相接地故障分析及防范措施研究

潘兆杰 金晶 蔡俊杰

摘 要 我国电力企业發展迅速，相关基础设施的建设便成为企业发展中的重要一环，但目前变电站中的35kV电力系统却因为相间绝缘损坏、两相异地短路、绝缘击穿等故障类型，而对企业实际收益造成一定损害，本文将针对该电力系统下的相关故障展开分析，提出针对性防范措施，提高电力企业收益。

关键词 变电站;单相接地故障;防范措施

引言

在电力系统中，因为存在接地方式不同现象，而引起了不同情况下的故障类型，比如从中性点的接地方式可拆分出直接、非直接（间接）两种接地类型，当直接接地的电力系统发生故障后，则会引起相关部位发生大电流下的短路情况，因此该种接地方式也被称为大电流接地系统;反之，非直接接地方式被称为小电流接地系统。

1 电力系统的接地特点

变电站的35kV电力系统下可根据其组成拆分出两个子系统，其一子系统由总变量35kV分出的一段母线和二段母线，另外热动力站35kV分出的一段母线及其相关进出线而构成，而另一子系统则由总变量35kV分出三段母线和四段母线，还有热动力站分出的二段母线及其相关进出线组成[1]。子系统在构成上除了命名，其他部件完全相同，因此在节点系统的选择上可采用热动力母联进行开关操控，使用35kV下的电力系统，经由消弧线圈作为接地方式，该种模式为小电流系统，其具备存在故障仍可继续运行的特点，也是其与大电流系统相比，较有优势之处。

2 单相接地的故障分析

2.1 相间绝缘损坏

接地电弧的测定中，可知稳态工频电流数值较大，约为架空线路的35倍，另外高频电流数值将是架空线路的十几倍，这将会造成单相接地系统产生故障，比如相间绝缘损坏。在高频电流运行中，会存在衰减时间，而一旦因为电弧长度减少，则会令其衰减时间的计算常数变高，二者成反比，以此导致了电流的相关作用时长得到增加，这便在变电站开展日常运营时，由于接地电弧作用时长紊乱，对故障点放出超高热量，迅速烧穿相间绝缘，对三芯电缆正常运行起到不利影响。

2.2 两相异地短路

因为高频电流的增幅提高，则意味着在高频电流和电弧发生接触时，流经零点熄灭的状况发生率将会有所增加，并且在伴随重燃次数增加后，该弧光接地时的过电压示数较高，约为相电压5倍，如此巨大数据下的电压数值将会导致两相异地短路现象发生，极其不利变电站平稳运营情况保持。数值较高的过电压情况，将会使得非故障性质下的聚乙烯绝缘设备发生损坏，如此不断积累下来，损坏程度逐渐加深，该位置便成为较易受到短路影响的区域，也是绝缘结果下的相对薄弱部分。

2.3 绝缘击穿故障

35kV电力系统一旦发生故障，便是永久性、不可恢复的故障类型，这是因为采用聚乙烯作为交联电缆主要材料，一旦发生固体绝缘故障状况，这便干预了修复进程，导致设备永久损坏。当发生相间绝缘击穿情况时，即便及时采取应急措施，该电力接地系统也不能因为电弧熄灭就恢复原状，因此应对绝缘击穿状况做出仔细分析，确保不对地或不发生相间绝缘情况，保障电力系统稳定运行，在传统的防范意识中，仅在故障发生后及时采取熄灭电弧方式，在现今多次实践中发现该种方式并不能避免电路跳闸事件发生。

3 单相接地的防范研究

3.1 加强监测预警力度

在35kV电缆管理中，应加强对其监测力度，确保在电路管线发生故障前便能将该故障进行提前预警操作，实现了较为智能化的电力工程管理工作体现，在数据足够庞大、清晰时，可对数据制作出电缆分布图像，将在日后工作中更加及时有效去进行相关监管工作。根据电缆分布图像的定位功能，变电站管理人员可将工作细化到以“天”为单位，对电缆相关环流数据、温度和负荷变化等不同监测对象，进行高精度、高时效性的有效监管。

3.2 提高专业人员技能

为切实加强电力系统的管控力度，需对工作人员进行专业性质下的技能培养，后台各项电力监测数据量较为庞大，并且实施准确、实时监控，这对运行人员的体力消耗过大，因此在培养专项技能过程中，可将相关技术要求做以思维导图的教学模式，使得工作人员能够不断重复记忆的过程中，将35kV电缆各个分布位置做以准确定位，尤其是故障频发位置，需要着重记忆，并将防范方式做以深入解析。

3.3 调整线圈运行模式

对35kV电缆系统下的消弧线圈进行运行方式的优化，有效调整其进行规范运作，这将确保电力系统能在发生单相接地时，进行电感电流的相互补偿，以此来降低地容性电流数值，避免故障发生。另外可将选线装置进行调整，将35kV联络线通过物理方式除掉，以此增加热动力小电流模式下的选线精准率。

3.4 保障测温系统运行

在对单相接地故障进行有效防范措施中，相关工作人员可对区域内各类设备，采用红外成像仪装置去进行频率设置为每周一次的夜间熄灯巡视工作，最终将巡视结果完整统计并记录在交接班日志中。在测温系统平稳进行中，工作人员尤其要对电缆温度有超高敏感度，当温度超过70摄氏度时，应迅速联系巡线班进行现场巡视，必要时通知生产调度申请将此线路停电[2]。

4 结束语

综上，为加强电力系统的稳定性，需要不断将电力基础设施进行建设，使之成为更加符合创新技术与高效发展共同促进意义下的设施。在单相故障的解决措施上，通过选择适合材料将小电流设施装置对安全性能加以保障，并且能够较快发现、排除故障，另外可通过提升工作人员解决单相故障的能力，打好实践基础，切实故障检修和维护过程中的业务素质，提高电力企业系统的运行能力。

参考文献

[1] 白鹏飞，张荣荣，张双双.变电站35kV系统单相接地故障分析及防范措施[J].电气技术与经济，2019（6）：63-65.

[2] 李稳洲.农村地区配电线路运行故障分析及防范措施优化研究[D].吉林大学，2019.

作者简介

潘兆杰（1994-），男，上海人;学历：本科，职称：助理工程师;现就职单位：国网上海市电力公司金山供电公司，研究方向：电力系统运维。