10kV配电线路单相接地故障分析与故障查找方法研究

赵佳烜

摘要：供电系统中断将使工农业生产停顿，人民生活秩序混乱，甚至危及人身及设备安全，造成十分严重的后果。在配电网中保证用户供电可靠性是对整个供电系统维持正常运转的最低保障，只有不断加强供电可靠性管理，才有可能使供电部门在今后发展过程中取得长足的进步。本文通过对单相接地故障分析，指出单相故障对电网的危害，提出故障的查找方法和防范措施，并提出如何通过新技术、新设备的应用来提高单相接地故障的查找效率，提高供电可靠性，减少故障损失。

关键词：单相接地;故障诊断;输电;配电

1 10kV线路单相接地故障原因、危害

1.1受自然环境因素的影响

10kV线路通道会因为风暴、暴雨引起树枝折断等情况压迫线路，从而影响线路单相接地;在一些人为破坏因素的影响下，例如超高车辆经过挂拉线路，导致线路断落形成单相接地故障;线路通道中出现了不按要求架设的交叉跨越线路，导致线路不能承受过重负荷，长期松弛最终导致线路单相接地;在潮湿、脏污的天气环境线下，会发生击穿刀闸、开关、绝缘子的情况，从而发生单相接地故障。线路中的裸导线没有牢牢固定在绝缘子上，导致了裸导线脱落在横担上，当遇到风暴大雨有断落的树枝时，绝缘导线和树枝触碰，在导线绝缘层被破坏时，就会发生单相接地故障。环境污染的情况下，会有塑料袋之类的飘挂物搭接在线路上，引起单相接地。

1.2线路单相接地故障的危害极大

在发生单相接地故障时，首先是危害变电设备。在10kV配电线路单相接地故障中，线路短路时，电压救护成为谐振过电压，要高于平时正常电压多倍，从而减弱了变电器的绝缘性，甚至将绝缘部件击穿，烧毁配电变压器，更有甚者引发火灾。其次，线路单相接地故障降低了供电质量，影响到稳定供电。在有故障发生时，往往会要求电力部门停止供电进行故障原因的查找分析和解决，这就严重影响了正常的生产作息，给人们带来经济损失，停电期间会影响到人们的日常生活。最后，单相接地故障导致线损，单相接地过后，会增加线路所能承受的正常范围内的负荷电流和供应电压，线路不得以向外释放电，从而引起相线和中性线的损耗。

2、10kV配电线路单相接地故障的预防措施及处理方法

2.1预防措施。

2.1.1定期的对配电线路进行检查，其中需要检查的内容包括導线、周围树木和建筑物的距离，电线杆上是否有鸟窝等会造成单相接地故障的影响因素，导线在绝缘处的绑扎是否牢固，绝缘体的固定螺栓是否存在脱落的情况，横担和拉带螺栓是否松脱等。定期对配电线路进行检查是重要的预防措施。

2.1.2对配电线路上的绝缘子、分支熔断器以及避雷器等变电设备进行定期的绝缘性测试，检查这些设备的绝缘性是否符合标准，如果检测出问题就要做到及时的更换。还需要对配电变压器进行定期的检查和测试，发现问题要根据问题的严重性进行维修和更换，保证配电变压器的安全性。配电设备和变电设备的安全是防止单相接地故障发生的关键措施。

2.1.3可以在配电线路上加装分支熔断器，主要目的是缩小单相接地故障的范围，以及减少因故障导致停电的范围和停电时间，尽可能的保证人们的正常生活和企业的生产经营活动，同时该措施也有助于找出单相接地故障点。除此之外，还可以在配电线路上使用更高电压等级的绝缘子，以提高配电线路的绝缘性，有效的防止单相接地故障的发生。

2.2单相接地故障处理

2.2.1当10kV配电线路发生单相接地故障时，变电站检测到10kV母线电压不平衡，发出接地信号，提示值班员进行处理。值班员经过选线，最终确定发生单相接地故障的相别和配电线路，并通知配电线路的运行维护人员处理故障。目前有许多农网35kV变电所都没有安装选线装置，即使安装了选线装置，但从运行的经验来看，准确率不高，大约在50%以下。所以还是需要采取试跳人工选线方法，这样还是会造成对非故障线路不必要的停电，影响供电可靠性。目前，运行单位对单相接地故障查找有经验判断法和推送判断法两种方法。所谓经验判断法就是运行人员根据各线段的通道环境、线路质量、历史运行情况等多年线路运行积累的经验，判断可能引起接地点的范围，依据可能性的大小顺序组织人员进行现场巡视确认。所谓推送判断法是指运行人员利用线路分段点进行开断操作，并同时采取通讯与调度联系，根据操作前后是否存在接地故障进行判断来确定接地点的范围。

2.2.2为了能及时隔离故障点，运行人员可以采用两种方法配合使用进行巡线。当运行单位在接到调度故障巡线通知后，可以根据经验判断法判断线路前段是否存在接地的可能性，如果判断没有问题，可以采取试送判断法将后段线路分段开关断开，并通知调度对前段进行送电，如果得知接地故障消除就可以断定接地点在线路后段。然后继续采取经验判断法判断可能存在接地点的线段，并将其与线路断开隔离，进行试送判断。通过逐级判断，逐级试送确定接地范围。采取这种两种方法配合使用能够最大限度地减少停电范围，隔离故障线段，提高供电可靠性。但是也需要运行人员要有丰富的运行经验，掌握线路各线段的设备质量和历史运行情况，以便能准确作出判断。

2.2.3接地故障点范围确定后，对接地点的查找可以采取线路巡视，如果巡视后没有发现断线等明显的接地情况，可以采取蹬杆检查的方法进行检查，重点对绝缘子进行检查，必要时对绝缘子进行绝缘摇测（根据运行经验，部分绝缘子击穿具有隐蔽性，肉眼无法辨别，必须拆开导线或进行绝缘摇测后才能发现）。由于考虑到单相接地可能导致人身伤害事故，一般要停电巡视，此时接地现象表现不明显，这给巡线也带来了一定的难度。如果是在晚上发生非金属性接地，线路地形较好，建议进行带电巡视，接地现象表现（弧光放电，有放电声音）较为明显。

3、借助先进的技术、设备，提高故障查找效率

3.1在具备环境、经济等条件的情况下，可在电网线路中安装10kV线路用户分界负荷开关，通过该开关设备和变电站的配合，能够协助维修人员快速找到相间短路故障点，并对线路中的单相接地故障进行自动断开，做到自动隔离故障点，减少故障带来的不良影响。用户分界负荷开关是对接地点零序电流的采集，并结合整定值来比较判断出故障点，省去了故障电流的方向、谐波分析等判断分析程序，符合当前故障检修的需求，从而该设备已经在市场中有了普遍的应用，具有良好的故障排查效果。该设备不能用在山区以及多雷地区。

3.2安装单相接地故障指示器，和用户分界负荷开关结合起来应用。具体办法是在安装有分界开关的（分）支线再安装一个单相接地故障指示器，通过指示器的颜色变化来断定故障区段，准确快速找到故障发生点。市场上的单相接地故障指示器比用户分界负荷开关便宜，在电网线路中应用更为普遍，帮助检修人员提高了排查故障的效率。在实际应用中，通常采用接地+短路的故障指示器来排查故障，在复杂、多变的配电网中，单相接地故障指示器并不能有效发挥其应有的作用，相反还增加了排查故障的难度，这就需要根据具体的电网情况决定该设备的安装。

3.3利用经验判断故障。这是最传统的方法，主要是利用检修人员丰富的经验和对线路的全面掌握和熟悉来进行故障的分析判断。具体的故障排查中，检修人员首先是进行线路状况的掌握分析，以此判断可能出现的接地故障的位置，再去现场查看，待确认后再采取维修措施。此法一般用在接地故障较为明显的地方，以此快速找到故障点和采取维修措施，然而缺点是容易出现判断失误的情况。

4结语

总之，面对10kV配电线路单向接地故障查找与解决工作需要有一个严格的巡检执行制度，采取多环节、多方面的措施进行接地故障的保护防治，确保线路的稳定、安全运行。此外，需要巡检人员要有过硬的技术和丰富的实践，积累经验，通过与社会的紧密合作，以配合配电线路的巡检，保证安全稳定供电。

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