10KV配电线路接地故障分析

时间：2024-05-17

陈照康

(广东电网公司佛山南海供电局,广东佛山 528200)

前言

电力系统中配电线路具有点多、面广、线长、走径复杂、设备质量参差不齐的特点,而且受气候、地理环境的影响较大，配电线路又直接面对用户端，供用电情况复杂，这些都直接或间接影响着配电线路的安全运行。由于电网改造工程的逐步实施，使得配电线路的供电方式也发生了一系列的改变，用中性点不接地“三相三线”替代了传统的“两线一地”的供电方式。变化配电线路的供电输电方式，既增强了配电线路的绝缘水平，又大大降低了配电线路的跳闸率，另外也使供电的可靠性大幅度提高，并减少了线路损耗，在电网运行中具有重大意义。然而在实际的运行中，新的供电方式配电线路却比较容易出现单相接地故障，尤其是遇到大风、雨雪等恶劣天气时，其单相接地的故障则频繁发生，严重地影响了配电网和变电设备的安全经济运行。

1 单相接地故障的原因

1.1 单相接地故障检测如果10kV配电线路发生单相接地故障，可以通过变电站10kV母线上运行的电压互感器、10kV母线绝缘监察装置检测到接地故障并发出接地信号，提示值班员进行处理，经过选线，最终确定发生单相接地故障的相别和配电线路，停运该配电线路（规程规定可以故障运行2h，但考虑到继续运行一段时间后可能导致单相接地故障扩大成其它事故，故一般停运），汇报上级调度，由配电线路的运行维护人员处理故障。

1.2 单相接地故障发生的概率，目前农网10kV配电线路发生单相接地故障的概率是较高的。

1.3 单相接地故障发生的原因10kV配电线路在实际运行中，通过归纳和总结，发生单相接地故障主要有以下几种情况：①导线断线落地或搭在横担上；②导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；③导线风偏过大，与建筑物距离过近；④配电变压器高压引下线断线；⑤配电变压器台上的10kV避雷器或10kV熔断器绝缘击穿；⑥配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；⑦绝缘子破裂，导致接地或绝缘子脏污在雾雨天闪络、放电、绝缘电阻降低；跳线烧断搭到铁担上；⑧同杆架设导线上层横担的拉带一端脱落，搭在下排导线上；⑨线路落雷，使导线烧断；⑩清障不力，刮风时树枝碰线；小动物危害引起；导线、跳线因风偏对杆塔放电；飘浮物（如塑料布、树枝等）；其它偶然或不明原因。

在以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树木短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因，对近几年来单相接地故障原因统计，上述三种原因占接地总故障原因80%以上。

2 单相接地故障的危害和影响

2.1 对变电设备的危害10kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10KV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。

2.2 对配电设备的危害单相接地故障发生后，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，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，也可能发生电气火灾。

2.3 对区域电网的危害严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统稳定，造成更大事故。

2.4 对人畜危害对于导线落地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员（特别是夜间），可能发生人身触电伤亡事故，也可能发生牲畜触电伤亡事故。

2.5 对供电可靠性的影响发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性。另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雷雨等恶劣气候条件和山区、林区等复杂地区以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

2.6 对供电的影响发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故障配电线路，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，将少供电量几万干瓦时，影响供电企业的供电量指标和经济效益。

2.7 对线损的影响发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间（不超过2h)，将造成更大的电能损耗。

3 单相接地故障有效措施

3.1 预防措施

经过分析10 kV配电线路的单相接地故障的原因，可以采取以下几种方法来预防，将接地故障的发生频率尽量降到最低。①定期地巡查配电线路，主要是检查导线和周围建筑物、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（尤其是位于其他工程施工的地段的导线）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。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10 kV公用的变压器，及时维修和更换不合格变压器。④检修和维护配电线路时，重点查看杆塔导线接头有没有发热变形，线路上的绝缘子有没有被雷击。⑤安装避雷器和分支熔断器，利于雷害预防以及快速的判断和查找故障点；使故障的发生范围缩小，停电面积及停电时间减小。⑥合理的布局配变的位置，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10 kV配电线路接地故障的发生次数。

3.2 处理办法

在10 kV配电线路发生接地故障时，维修单位要马上组织相关人员巡视线路，寻找故障的发生点。在寻找的过程中综合运用“排除法”（分段、分设备、分片）、蹬杆检查以及绝缘摇测等方法，在最短的时间内寻找到故障发生点并立即排除故障。如果应用以上方法还无法查到故障发生点，就要向上级调度请求对该故障线路试送电，若是送电成功，那么可能就是由其他偶然和不明的原因导致的；若是送电不成功，那么就继续用“排除法”查找，直到找到故障发生点并排除故障。

3.3 应用性技术新设备。①接地故障的检测系统可以在变电所的配电线出口处进行信号源安装，同时在配电线路始端、中部、各个分支三相导线进行接地故障指示器的安装以用来指示接地故障的发生区段。如果配电线路发生接地故障，就能够根据指示器的颜色变化来进行故障范围以及故障点的确定。②变电所可以安装小电流自动的接地选线装置，此装置可以自动选择发生接地故障的线路，准确率较高，时间较短。而且可以缩短非故障线路不必要的停电时间，提高电网供电可靠性，避免故障向周围扩大。在电网实际的运行中，一定要把此装置与各配电线的间隔零序电流互感器等来配合使用，否则就不能发挥应用作用。③金属氧化物避雷器在配电线路与变压器上采用安装金属氧化锌物的避雷器，其放电效果较好，结构简单，残压低，可承受多重的雷击，绝缘击穿率较低，运行较稳定。此种避雷器不仅可以预防大气过电压，而且能够降低操作过电压。