探討供電系統(tǒng)10 kv 配電線路接地故障原因

1、<p>　　探討供電系統(tǒng)10 kV 配電線路接地故障原因</p><p>　　摘 要：10 kV 配電線路大量地應(yīng)用在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，由于負(fù)荷變化、設(shè)備老化、天氣變化等各種因素，一年四季各種故障發(fā)生率較高，直接影響用戶供電。因此，文章就對 10 kV配電線路單相接地故障發(fā)生的原因、變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全、單相接地故障的預(yù)防、發(fā)生后的處理辦法以及采取新技術(shù)、新設(shè)備等進(jìn)行分析。 </p><

2、p>　　關(guān)鍵詞：10 kV；配電線路；故障處理；防治措施 </p><p>　　中圖分類號： TM7文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　隨著城市的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的加快，在城鎮(zhèn)及農(nóng)村的電網(wǎng)改造工程的實(shí)施中，10 kV 配電線路迅速增加。供電方式主要為中性點(diǎn)不接地的“三相三線”。10 kV 配電線路在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生單相接地故障。特別是在雨季、大風(fēng)等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻

3、繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 </p><p>　　1 單相接地故障的原因 </p><p>　　1.1 單相接地故障檢測 </p><p>　　當(dāng)線路因某種原因?qū)е?10 kV 配電線路發(fā)生單相接地故障后，工作人員通過變電站10 kV 母線上運(yùn)行的電壓互感器和10 kV母線絕緣監(jiān)察裝置等檢測到接地故障并發(fā)出接地信號，提示調(diào)度值班員進(jìn)行處理，

4、經(jīng)過選線及分析，最終會(huì)確定發(fā)生單相接地故障的相別和配電線路，同時(shí)匯報(bào)上級調(diào)度，通知配電線路的運(yùn)行維護(hù)人員查找處理故障。 </p><p>　　1.2 單相接地故障發(fā)生的原因 </p><p>　　10 kV 配電線路在實(shí)際運(yùn)行中，通過歸納和總結(jié)，發(fā)生單相接地故障主要有以下幾種原因：導(dǎo)線接頭斷線落地或搭在橫擔(dān)上；導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；導(dǎo)線風(fēng)偏過大與建筑物距離過小；拉

5、線被盜后，落在導(dǎo)線上；配電變壓器高壓接頭引下線斷線；配電變壓器臺(tái)上的 10 kV 避雷器或 10 kV 熔斷器絕緣擊穿；配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；絕緣子擊穿；線路上的分支熔斷器絕緣擊穿；同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落，搭在下排導(dǎo)線上；線路落雷，絕緣子污閃或被擊穿；樹木短接；鳥害；其他異物（如塑料布、鐵絲、樹枝等）等落在導(dǎo)線上；其他偶然或不明原因。在以上諸多原因中，導(dǎo)線斷線、異物搭接、絕緣子擊穿和樹木短接是發(fā)生配電線路單相

6、接地故障最主要的原因，對近年來單相接地故障原因統(tǒng)計(jì)，上述 4 種原因占總故障原因的 85%以上。 </p><p>　　導(dǎo)線斷線主要表現(xiàn)在以下方面：一是在導(dǎo)線接頭處，接觸不良，發(fā)熱燒斷；二是導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；另外就是導(dǎo)線經(jīng)過其他施工地段，特別是放炮的地段時(shí)，容易引起的斷線。異物搭接是指其他物體在大風(fēng)等條件下，搭落在導(dǎo)線上。絕緣子擊穿主要是指絕緣子的污閃及雷擊。而樹木短接表現(xiàn)在樹木直接

7、穿過裸線及樹枝落在線路上。 </p><p>　　2 單相接地故障的危害和影響 </p><p>　　2.1 對變電設(shè)備的危害 </p><p>　　10 kV 配電線路發(fā)生單相接地故障后，變電站 10 kV 母線上的電壓互感器檢測到零序電流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵(lì)磁電流增加，如果長時(shí)間運(yùn)行，將燒毀電壓互感器。在實(shí)際運(yùn)行中，近年來，已發(fā)生

8、過變電站電壓互感器燒毀情況，造成設(shè)備損壞、大面積停電事故。單相接地故障發(fā)生后，也可能產(chǎn)生諧振過電壓，產(chǎn)生幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變電設(shè)備的絕緣，嚴(yán)重者使變電設(shè)備絕緣擊穿，造成更大事故。 </p><p>　　2.2 對配電設(shè)備的危害 </p><p>　　單相接地故障發(fā)生后，可能發(fā)生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產(chǎn)生幾倍于正常電壓的過電壓，過電壓將進(jìn)一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿，

9、造成嚴(yán)重的短路事故，同時(shí)可能燒毀部分配電變壓器，使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，也可能發(fā)生電氣火災(zāi)。 </p><p>　　2.3 對區(qū)域電網(wǎng)的危害 </p><p>　　比較嚴(yán)重的單相接地故障，可能破壞區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，使較大范圍地域停電，造成更大事故。 </p><p>　　2.4 對人畜危害 </p><p>　　對于導(dǎo)線落地這

10、一類單相接地故障，如果接地配電線路未停運(yùn)，對行人和線路巡視人員（特別是夜間），可能發(fā)生人身觸電傷亡事故，也可能發(fā)生牲畜觸電傷亡事故。 </p><p>　　2.5 對供電可靠性的影響 </p><p>　　發(fā)生單相接地故障后：①要進(jìn)行人工選線，對未發(fā)生單相接地故障的配電線路要進(jìn)行停電，中斷正常供電，影響供電可靠性；②發(fā)生單相接地的配電線路將停運(yùn)，在查找故障點(diǎn)和消除故障中，不能保障用戶正常用

11、電，特別是在莊稼生長期、大風(fēng)、雨等惡劣氣候條件和林區(qū)等復(fù)雜地區(qū)以及夜間，不利于查找和消除故障，將造成長時(shí)間、大面積停電，對供電可靠性產(chǎn)生較大影響，使線路的維護(hù)工作量成倍增大。 </p><p>　　2.6 對供電量的影響 </p><p>　　發(fā)生單相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停運(yùn)發(fā)生單相接地故障配電線路，從而將造成長時(shí)間、大面積停電，減少供電量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于配電線

12、路發(fā)生的單相接地故障，將少供電十幾萬度，影響供電企業(yè)的供電量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　2.7 對線損的影響 </p><p>　　發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于配電線路接地相直接或間接對大地放電，將造成較大的電能損耗，如果按規(guī)程規(guī)定運(yùn)行一段時(shí)間，將造成更大的電能損耗。 </p><p>　　3 預(yù)防和處理辦法 </p><p><

13、;b>　　3.1 預(yù)防辦法 </b></p><p>　　對于配電線路單相接地故障，可采取以下幾種方法進(jìn)行預(yù)防，以減少單相接地故障發(fā)生： </p><p>　　（1）在對配電線路進(jìn)行定期巡視時(shí)，主要是看導(dǎo)線與樹木、建筑物的距離，是否符合規(guī)程要求；電桿頂端是否有鳥窩；導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固；導(dǎo)線是否有外傷和松股；絕緣子固定螺栓是否松脫；橫擔(dān)、拉帶螺栓是否松脫；拉

14、線是否斷裂或破股以及被盜；導(dǎo)線弧垂是否過大或過小等。 </p><p>　?。?）對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備定期進(jìn)行絕緣測試，重點(diǎn)檢查變壓器的絕緣是否良好。變壓器的高壓引下線接頭是否接觸良好。 </p><p>　?。?）要對配電變壓器及 10 kV 公用變定期進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，對不合格的變壓器及時(shí)更換。 </p><p>　?。?）在配電線路上加

15、裝分支熔斷器和避雷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時(shí)間，預(yù)防雷害，有利于快速判斷及查找故障點(diǎn)。 </p><p>　　（5）在對配電線路的檢修和維護(hù)時(shí)，要重點(diǎn)查看耐張桿塔導(dǎo)線的接頭是否發(fā)熱變形，線路上絕緣子是否雷擊。 </p><p>　?。?）注重線路的基礎(chǔ)建設(shè)，合理預(yù)測未來負(fù)荷；選擇和負(fù)荷相匹配的導(dǎo)線截面；縮短線路的供電半徑；合理布設(shè)配變位置，降低線路的接頭發(fā)熱；實(shí)踐證明，這樣將會(huì)

16、有效減少線路的單相接地故障的發(fā)生。 </p><p>　?。?）在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子。提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。實(shí)踐證明，在部分線路上經(jīng)常使用防污絕緣子和玻璃絕緣子，效果很好。 </p><p>　　3.2 發(fā)生單相接地故障后的處理辦法 </p><p>　　當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地后，在上級調(diào)度人員指揮下，運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)立即組織人員巡視線路，查找故障點(diǎn)，在

17、查找過程中可以采取分片、分段、分支、分設(shè)備的“排除法”并與絕緣搖表、蹬桿檢查等辦法相結(jié)合，盡快找到故障點(diǎn)并消除。如果上述辦法未查找到故障點(diǎn)，可請求上級調(diào)度對故障線路試送電一次，如成功，則可能是其他不明偶然原因造成，不成功，則用“排除法”繼續(xù)查找，直到查找到并消除故障為止。這是傳統(tǒng)的老方法，建議在線路上采用新技術(shù)、新設(shè)備，可有效減少停電時(shí)間，縮小停電范圍，減輕線路的維護(hù)工作量。 </p><p>　　4 應(yīng)用新材料

18、、新技術(shù)、新設(shè)備 </p><p>　　（1）在市區(qū)的城網(wǎng)改造中，對負(fù)荷大且重要的線路，采用絕緣導(dǎo)線和配套的耐張線夾，增強(qiáng)線路的絕緣強(qiáng)度：對線路易出故障的導(dǎo)線接頭，采用先進(jìn)的穿刺線夾，不僅導(dǎo)線接觸良好，還可以連接大小不同的導(dǎo)線：采用新材料改造后的線路，幾乎不發(fā)生單相接地故障。 </p><p>　　（2）對有條件的地區(qū)和線路，直接采用電纜鋪設(shè)。也可有效減少單相接地。 </p>

19、<p>　　（3）采用小電流接地自動(dòng)選線裝置。在變電所加裝小電流接地自動(dòng)選線裝置，此裝置能夠自動(dòng)選擇出發(fā)生單相接地故障線路，時(shí)間短，準(zhǔn)確率高，改變傳統(tǒng)人工選線方法，對非故障線路減少不必要的停電，提高供電可靠性，防止故障擴(kuò)大。目前，已有其他城市部分變電站加裝了這套裝置，并取得了良好效果。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)注意此裝置與各配出線間隔上的零序電流互感器配合使用，否則不能發(fā)揮任何作用。 </p><p>　?。?

20、）單相接地故障檢測系統(tǒng)。在變電所的配出線出口處加裝信號源，在配電線路始端、中部和各分支處三相導(dǎo)線上加裝單相接地故障指示器，指示故障區(qū)段。配電線路發(fā)生單相接地故障后，根據(jù)指示器的顏色變化可快速確定故障范圍，快速查到故障點(diǎn)。目前這一檢測系統(tǒng)已在其他局應(yīng)用，能夠快速查找故障點(diǎn)，節(jié)省時(shí)間，提高供電可靠性，增加供電量，取得了較好效果。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p&g

21、t;<p>　　總之，在 10 kV 配網(wǎng)管理運(yùn)行中，只有認(rèn)真地做好配網(wǎng)運(yùn)行事故的原因分析，采取可靠的預(yù)防措施才能更好地保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1 曹杰.農(nóng)村 10 kV 配電網(wǎng)故障原因分析及預(yù)防措施［J］.大眾用電，2007（07） </p><p>