10kV配电线路单相接地故障分析

刘启平

摘要：现阶段，我国的10kV 配电系统一般用中性点不接地形式运转，在电力系统中，经过大量的现场数据统计证明，单相接地故障在所有电力系统故障中所占比重最大，因此，为了保障整个配电线路的稳固和安全，必须采取有效、合理的对策。

关键词：单相接地;故障分析;处理预防措施

引言

在电力系统中，单相接地故障是一种较常出现的故障，由于接地点容性电流较小，线电压不变，不影响向负荷供电，短时间仍可继续运行。但发生单相接地故障时所经流的电容量较大时就会在接地点导致电弧，形成一种间歇性的电弧过电压，容易烧损电压互感器保险，严重时危及电压互感器本身及其它设备，危及线路运行安全和人身安全。因此，掌握电力系统单相接地分析与处理方法，及时发现并排除线路接地故障，确保可靠供电，对从事电气运行工作的人员来说至关重要。

1 单相接地故障的原因

根据电网布置的结构和地域环境的差别，在云南昭通地区10 kV线路发生单相接地故障的原因大致可以分為以下几类：①10kV配电线路原设计等级低。杆型选型小，线路投运时间长，倒杆断线时有发生。处理简单对接。线路接头多。（多为80年代架设）线径过小。地理位置环境差，温差变化大。绝缘子击穿频率高，容易线断线落地或搭接在横担上，同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上;②导线因风力过大，绝缘子绑扎线断线相线飞线。又与建筑物或树木距离过近发生碰线;③配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地，配电变压器上的设备线夹断落，10 kV 避雷器或熔断器绝缘被击穿，线路上绝缘子或分支熔断器绝缘击穿;④线路遭遇雷击;⑤鸟，松鼠。蛇，老鼠，等动触电断路接地;⑥配电变压器高压引下线断线;⑦导线上落挂飘浮物（如塑料布、树枝等）;⑧其他偶然事件或原因。

2 单相接地故障的主要危害

（1）对变电及配电设备的危害。10kV 配电线路发生单相接地故障后，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，将威胁系统中的变压器、电压互感器、开关、避雷器等设备的安全运行，引起设备烧毁，也可能发生电气火灾事故。

（2）引起短路。当发生单相瞬间接地时，电弧不能自行熄灭，容易形成相间短路，使断路器跳闸。另一种情况如发生单相接地时，非故障相的电压将升高，如网络中另一相存在绝缘薄弱点，势必会引起击穿，从而导致两相接地短路，使断路器跳闸。

（3）对供电可靠性的影响。接地位置还容易出现间歇性电弧，这种电弧会在电力系统中引起铁磁谐振，使三相电路出现不平衡状态，如一相电压下降，另外两相电压升高或一相电压升高，另外两相电压下降等，无论哪种现象都是会破坏供电稳定性。

（4）危及人畜生命安全及引发火灾。单相接地故障多发生在雷雨季节即夏秋季，此段期间多雨、多雷、大风、气候潮湿，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。另外，发生电弧接地时如周围有易燃物，可能会引发火灾。

（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。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万kW 时，影响企业的经济效益。

3 单相接地故障处理措施

在10kV 配电线路发生接地故障时，维修单位必须及时找到故障线路予以切除，确保电网稳定运行。具体操作步骤如下：

（1）记录故障时间，接地相别，相关数值。（2）对站内设备是否存在故障进行排查。先检查设备的外部是否有损坏情况、是否有放电网络，然后检查断线接地情况，对避雷器、互感器、电缆头进行检查，检查设备上有无脱落物及外力破坏等现象。（3）对站内出现故障设备的处理。①用开关隔离故障点。若检查发现电流互感器等设备有故障，要及时处理，立即转移负荷，并隔离故障;②故障点只能用刀闸隔离。必须注意的是，不准用刀闸拉开接地故障和线路负荷电流，要用倒运行方式隔离故障点;③故障点在母线上。没有办法隔离，则立即转移该母线上的线路负荷;如果不能转移，应首先通知用户做好停电准备，然后故障母线停电，立即通知检修人员抢修。 （4）站内设备未发现问题的情况处理。如找不出故障点，再进行线路接地的寻找。把电网分割成电气上不相连的几个部分，判断单相接地区域，分网运行缩小范围。10kV 系统单项接地主要考虑变电站10kV 母线分段运行缩小范围。当对出现接地信号的一段母线进行查找处理，这是最常用的一种方法，可以缩小查找故障范围，减少查找故障的盲目性。（5）电网分割后，可进行拉合闸试验，顺序依次为：①空载线路、无功补偿电容器;②双回路或有其他电源的线路，多电源线路应采取转移负荷，改变供电方式寻找故障点;③分支最多、最长、负荷轻或不重要的线路;④分支较少、较短、负荷较重的线路。

4 单相接地故障预防整改措施

（1）加强定期检修配电线路，主要包括导线和周围建筑物、树木的距离是否符合规程的要求;电杆顶端有没有鸟窝;导线有没有外伤及松股;导线的弧垂有没有过小、过大等;绝缘子中导线有没有牢固绑扎及固定;固定绝缘子的螺栓有没有脱松;横担和拉带螺栓有没有脱松，拉线有没有破股或断裂及被盗。及时消除线路缺陷，不让线路长期带病运行。同时加强线路通道的清理，定期裁剪树木，确保线路通道完好。（2）定期的进行绝缘测试，主要针对的是配电线路的分支熔断器、避雷器、绝缘子等一些设备;另外还要重点检查变压器的绝缘性能是否正常，其高压引下线接头有无良好接触。（3）进行检查及试验配电变压器和10kV 公用的变压器，及时维修和更换不合格变压器。（4）安装避雷器和分支熔断器，提高10kV 线路的防雷水平，在线路经过雷区的地方加装性能好的金属氧化物避雷器，降低避雷器的接地电阻，降低配变接地装置的接地电阻，在配变低压侧加装低压避雷器，使用绝缘性能好的绝缘子和线路设备。（5）合理布局配变位置，使线路接头发热频率降低;注重线路基础建设，合理的预测未来的负荷;减小线路供电半径;选择与负荷相配的导线截面;事实证明，这些改变也可以有效减少10kV 配电线路接地故障的发生次数。

5 总结

总而言之，单相接地，是电力系统发生概率最大的故障之一，为了确保整个配电线路的稳固和安全，必须采取有效、合理的对策，以降低此类故障发生的概率，提升电能质量。

参考文献：

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[2]10kV配电线路状态检测与检修技术研究[J]. 梁同然.黑龙江科技信息.2017（02）.

[3]10kV配电线路状态检测与检修技术探讨[J]. 尚尔博，佟允锋.科技经济导刊.2017（20）.

[4]10kV配电线路的运行维护[J]. 李扬，闫伟.科技创新导报.2019（27）.

（作者单位：云南电网有限责任公司昭通永善供电局）