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10kV配电线路单相接地故障处理步骤及方法

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：马谱任学志秦凡郭建东

[导读] 摘要：目前，现代化建设迅速，随着电力系统的不断地发展过程中，10kV配电线路系统逐步成为电力系统中的重要组成部分，而且10kV配电线路涉及范围比较大，因此，在电力系统所有发生的故障统计中，单相接地故障统计数量占所有故障数量的五分之四左右。

        (国网含山县供电公司安徽省马鞍山市 238100)
        摘要：目前，现代化建设迅速，随着电力系统的不断地发展过程中，10kV配电线路系统逐步成为电力系统中的重要组成部分，而且10kV配电线路涉及范围比较大，因此，在电力系统所有发生的故障统计中，单相接地故障统计数量占所有故障数量的五分之四左右。因此，在电力系统故障的时候快速对故障位置进行定位，尽快的找到故障地点，排除故障，恢复供电，成为首当其冲的重要应对措施，目前的故障定位方法越来越制约电力系统故障排除的效率，本文对单相接地故障定位方法进行了简单地阐述。
        关键词：10kV配电线路；单相接地；故障处理步骤及方法
        引言
        随着我国电力事业的快速发展，为了能够降低配电线路的跳闸率以及提高配电线路的实际绝缘水平，促使供电可靠性的提升，农网10kV配电路采用了绝缘导线。实际上农网10kV配电线路的供电方式主要是以中性点不接地为主，这种供电方式会比较容易出现接地故障，造成配网的运行受到影响。所以，相关工作人员要注重对此的故障分析，并结合实际的情况采取合理的应对措施。
        1单相接地故障的危害
        1.1对变配电设备的危害
        如果在农网10kV配电线路的运行中出现单相接地故障的情况，就会使母线上电压互感器检测到的电流位零序电流，在开口三角形上形成零序电压，提高磁力电流值，这时就可以会产生设备损坏、电压互感器烧毁以及大面积停电等情况。除此之外，单相接地故障还会容易引发谐振过电压现象，严重时会击穿变电设备的绝缘，造成重大事故。同时，绝缘被击穿会导致短路现象的发生，引发部分变压器的损毁。
        1.2对区域电网和人畜的危害
        农网10kV配电箱单相接地故障如果一旦发生，就可能造成区域电网的稳定性出现问题，进而会引发一系列的问题，造成供电服务的经济效益与社会效益降低。同时，单相接地故障发生没有被及时处理的话，就很可能对巡视人员与行人造成影响，特别是在夜间和天气条件较差的环境下，会对人类与牲畜的生命产生危害。
        1.3增加线损
        线损是配电线路常见的现象，对于线损的控制管理可以在一定程度促进供电企业经济效益的提升。由于配电线路的单相接地故障是产生线损的重要原因，所以，要想解决好线损问题就必要从改善单相接地故障入手，只有这样才可以减少电能的损耗。
        2单相接地原因
        单相接地故障在10kV配电网中十分常见，一般来说单相接地故障会表现出4种情况：①变压器击穿或熔断器熔丝烧断；②接地相电压无限趋近零，而另外两相则呈现出高电压，此现象与缺相故障较为接近，因为缺相故障中故障相电压为零，另外两相则表现为电压正常，要注意区分；③绝缘子击穿，接地点有间隙放电现象以及放电声，夜间尤其明显；④电缆中间接头被击穿，这在雷雨天气中最为常见。农网10kV配电线路出现单相接地故障主要有2个方面的原因。首先是人为因素，这是比较关键的因素，如配电设备养护和检修不到位，用户私拉乱接线路、用电不合理，用户伐树安全措施不到位砸断导线等均可能导致单相接地故障。其次是自然因素，表现最为明显的就是雷击，一旦线路被雷击就可能导致出现永久性单相接地，同时伴有避雷器炸裂、绝缘子损坏等。大风、雨雪等恶劣天气下也很容易造成故障，如大风将线路周边竹木吹倒搭在线路上，又如雨天，绝缘子脏污，出现对地闪络，这种情况在晴朗天气下会消失。在农村导线断落、竹木搭接导线以及绝缘子出现问题是最为常见的故障原因。
        310kV配电线路系统单相接地故障定位
        目前，当产生单相接地系统故障时，产生的短路电流很小，三相间的线电压保持对称，对负载电源没有影响。因此，一般来说，它允许继续运行1-2小时。

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在此时期，其余两项对地电压都要升高，为了避免系统故障进一步扩展，就应该及时发出信号，工作人员必需尽快查明短路线路和短路点，以便采取相应对策解除故障，恢复系统正常运行。由于对系统的安全性不会构成严重影响。一直没有受到足够的重视，线路系统故障后，基本上沿线路找出系统故障点。但是线路故障会造成对用户的供电中断，快速的故障定位将使用户的停电时间大大缩短，减小停电造成的损失。所以更有效的故障定位方法、供电恢复方法以及高质量的用户服务是供电部门未来的工作目标。单相接地故障定位主要包括三部分：（1）进行系统故障选线；（2）确定系统故障区段或分支；（3）确定系统故障点。目前，10kV配电网单相接地系统故障定位措施按原理能够分为阻抗法系统故障定位、注入法系统故障定位、区段查找法系统故障定位、智能法系统故障定位和行波法系统故障定位。
        2.1　单相接地故障行波定位
        行波定位方法有两类，一类是先手工向故障系统发送脉冲信号，然后捕捉由故障点反射回来的行波，从而找到故障点。另一类是通过检测系统故障产生的行波进行双端或单端故障定位。10kV线路结构复杂，分支较多，确定故障区段难度较大，对于故障点定位将更加困难。C型行波法是离线系统故障定位。关于此类线路发生的单相接地故障，该措施不受信号故障时行波信号强度的影响。在进行故障定位时可反复判断。当一个接收信号明晰的剖析和系统故障点位置,又能再次发一个行波信号范围,该措施在对10kV配电网单相接地故障定位有一个巨大的优势。故该方法具有灵活，经济，可靠性高等优点。
        2.2　行波定位方法分析
        该方法具有精度高、速度快等优点。A型行波定位办法是采纳单端定位；B型行波定位办法是采纳双端系统故障定位；C型行波定位办法切除系统故障段后在单端通过人工注入脉冲信号定位；D型行波定位办法是采纳电流脉冲定位。
        2.3　各种行波定位方法特点
        A、B、D型行波定位方法均属于在线定位方法，因而它们都具有实时特性，故障反应灵敏，相比较而言，A型行波定位方法装置简单，投资最低，但是相对缺点是行波在折反射过程中产生很大的衰弱，对检测产生很大的干扰，甚至难以区分是故障点还是其他的波阻抗过渡点。B型行波定位只需要准确的检测首个反馈行波就能够确定故障点的位置，信号幅度较大，容易识别，分析计算也比较简单，缺点在于，需要在线路的两端装设检测设备，而且设备造价较高，准确性要求也更高一些，还需要GPS系统使时钟同步，相较其他方法来说，投资巨大，性价比不高，实用性差。由于故障发生与电网结构，故障原因，线路状况等因素有关系因而它的时刻是不确定的，如果在电压过零处附近发生单相接地故障，在该点电压行波变化平缓，产生的电流小，很难检测到行波。此时较大误差将会进入A,B型行波定位方法使故障定位不准确，甚至会失效。而D型行波定位方法可以解决A、B行波的不足。C型行波定位是离线定位，故该定位方法和故障所产生的行波强弱关系并不相关，而且在故障定位时，可以进行多次实验，以取得比较准确的结果，同时由于故障线路已经隔离，安全性高，时间要求不算严格，检测的时候之需要一条一条的线路进行检测就好，不用事先在线路上装设固定装置，投资低，实用性强。
        结语
        通过对10kV配电线路单相接地故障的分析，了解单相接地故障对系统电压和电流产生的影响，总结出该故障特点。对于当前线路实际运行中单相接地故障处理，供电部门通过人工拉合开关进行分段查找故障点，导致故障线路运行时间不能有效保证供电可靠性。通过装设带有零序电流保护的分界断路器，可以缩短处理故障流程，大大降低单相接地故障处理时间；尤其安装在用户线路T接点处，可以降低因分支线路故障导致整条线路停运的事故发生。
        参考文献：
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        [3]浦仕遵,李宏梅.过电流闭锁型接地保护负荷开关在配电网中的应用[J].云南电力技术,2013,41(2):26-28.