孙文彦
国网山东省电力公司鄄城县供电公司,山东 菏泽 274600
摘要：10kV配电网在实际运行中，难免会存在这样或那样的故障，而单相接地故障又是一种最为常见的故障，而这就会对10kV配电网的安全高效运行带来影响。所以我们必须对10kV配电网的单相接地故障的危害和成因进行分析，并针对性的强化对其的处理，才能更好地确保整个10kV配电网安全高效的运行。本文就目前10kV配电网单相接地故障原因进行了简要分析并提出了有针对性的措施，希望给相关人士些帮助。
关键词：10kV配电网；单相接地；故障成因；处理
1 配电网10kV线路故障发生的原因
1.1 单线的布置结构不合理
一些导线的附近会存在障碍物,无论是移动状态中的障碍物,还是静止状态下的障碍物,受外力原因进行移动的同时都会发生单线接地故障。除此之外,如果线路没有按照相应的安装说明进行规范化的安装,就会导致交叉跨越的情况发生,此外,在对绝缘体展开交流电耐压实验时,易出现此类故障。
1.2 自然原因
一般情况下，配电网10kV线路处在外部环境中受到自然环境的影响较大，尤其在一些恶劣的天气中，比如暴风雪、雷雨冰雹、大风天气等，配电网10kV线路受到的影响就会加大。打雷时，配电线路有可能受到雷击，线路的绝缘子或者绝缘接地容易被破坏，造成导线断裂、避雷器受到破坏等；在大风天气中，处在树木或建筑物旁的线路容易受到影响，在强大风压的作用下，被风吹掉落的树枝或倾倒的建筑会压断配电线，造成停电现象。另外，一些鸟类喜欢停留在配电线路上，造成了对线路不同程度的破坏，一些变压器周围缺乏必要的防护，也可能被动物钻入，造成电力系统发生故障。
1.3 配电变压器故障
配电线路中所使用的配电变压器，当出现击穿了高压绕组单相绝缘时便会发生单相接地故障，同时配电变压器的10kV跌落式熔断器或者是避雷器被击穿也可能出现接地的情况。在通常的10kV配电网中，常出现跌落式熔断器保险、配变引流线等在使用时间过长或者长期处于不良环境下，加速了老化，容易产生烧断搭接横担的故障。
2 目前的故障定位方法
当前，关于小电流系统单相接地故障定位的原理和方法已经有许多种，各自都有其独特优势与缺陷。基于信息融合模糊推理的故障定位方法，“S注入法”故障定位原理，利用离散小波变换、行波测距原理在故障段上完成了对故障的精确定位。基于区段零序能量的相对性定位方法。通过监测一条馈线上个开关处的零序电压和零序电流，计算由区段的各端点流入该区段的零序电流的相量和，以识别故障区段。
随着供配电自动化技术的发展，目前在许多供配电馈线上都安装了具有测量和通信功能的FTU，为精确的故障定位提供了很大的方便。本文通过配合FTU装置，对10kV配电网上零序电压、电流相位关系进行研究，来实现对故障区间的准确定位。
3 单相接地故障处理方法
3.1 中电阻法选线
利用开关在消弧线圈旁并联电阻，如果出现瞬时性的接地故障，不需要投入电阻，如果是永久性的接地故障，需要延迟一段时间将开关闭合，然后在投入电阻，电阻出现的有功电流只从故障线路通过，所以选择该线。需要注意，如果死金属性的接地故障，出现的变化只是故障线路的零序电流。若故障点有过渡电阻，每个出现的零序电流都会发生变化，其中故障线路的变化是最大的。厂家以及电压等级不同，选择的电阻值也是存在差异的。选线完毕之后需要将并联的电阻切除，电阻投入的时间一般是几百毫秒到几秒。
3.2 安装氧化锌避雷器
由于氧化锌避雷器具有防止雷击过电压、降低操作过电压冲击等作用，且使用效果好，因此，可以在变压器台区或配电线路处将金属氧化物避雷器替换掉，能够降低绝缘被击穿概率，有利于线路的安全稳定运行。安装GZJC故障指示器被广泛安装在电力线路上，可以用来指示线路是否短路，这类装置能精准的检测出故障点区段，对于缩短查找故障点时间、缩小停电面积、提升供电的可靠性有非常大的帮助。对瞬时性故障非常灵敏，为后续发现故障隐患奠定基础。
3.3 利用变换频谱特性的智能测距
在多分支辐射网中，故障行波的频谱受到故障分支、线路终端的系统条件以及故障距离的影响。当线路两端为完全反射时，在频域上表现为某一特定频率的无穷多谐波之和，称为行波的自然频率，该频率由线路总长度和行波传播的速度决定。自然频率在有损传输线条件下和传输线两端为不完全反射。其本质是行波在线路两端多次反射和有限长度线路延时线路共同作用的结果。由于配电线路分支较多，长度较短，因此，很难进行行波自然频率的大小来确定故障的距离。
3.4 线路绝缘摇测法
线路绝缘摇测法适用在分段、分支开关较多，故障点难以查找，需要尽快恢复送电的线路上，尤其是对于电缆线路此方法比较实用。线路绝缘摇测可用万用表或2500伏兆欧表测量每相线的绝缘电阻。线路绝缘摇测法实施前应首先确保无向试验线路倒送电及产生感应电的可能。在将线路分段的两侧分别摇测绝缘电阻值，将摇测点两侧绝缘值进行比较，较低的一侧应为故障段。这种方法既可对线路进行绝缘水平监测，总体掌握线路绝缘情况，又适用于传统处理方法查找不出线路接地故障时的情况。按此法查找故障段每次可将故障范围大致缩小1/2，故一般5次以内即可将故障范围缩小到线路总长的1/32长度，大致可以找到故障点。
在用线路绝缘摇测法查找线路接地故障时，判断故障段的故障相前，应确保线路配电变压器和电容器均被可行断开，否则，绝缘摇表示分别摇测的三相绝缘值其实是三相相通的绝缘值，比真正的单相绝缘值要小许多。对于架空线路而言，晴天摇测绝缘电阻时经验值大于100mΩ为合格，若在晴天摇测中配电变压器丝具没有被拉开，则经验值大于50mΩ即为合格；经验是低于40mΩ为不合格，若测试中配电变压器丝具没有被拉开，则低于30MΩ即为不合格。对于电缆线路，如果某相对地绝缘电阻值在30千欧以下，则说明该相线有接地点；当电缆线路发生断芯故障时，可将电缆线终端的三根相线和中性线并接起来，用万用表在线路首端分别测量每两相线之间和相线与中性线之间的电阻。如果电阻不大，则说明电路是完好的；如果电阻值高达数千欧，则说明电路有断芯处；如果三相对中性线的电阻都是很大，而三相之间的电阻不大，则可断定中性线有断芯处。
4 10kV电力系统单相接地故障排除中的注意事项
第一、10kV电力系统出现单相接地故障之后，整个故障排除时间不得超过2h，否则会对10kV电力系统造成影响。
第二、在10kV电力系统单相接地故障运行过程中，为了避免单相接地故障电压升高而造成的绝缘损坏、互感器发热等情况，需要加强温度监控工作。
第三、在排除10kV电力系统单相接地故障过程中，先断开发现故障痕迹的线路，为了能够降低停电影响，如果没有发现故障痕迹的线路先不急于断电处理，主要检查分支多、线路长、故障频率高的线路，之后再检查线路短、分支少、负荷重的线路。
5 结语
单相接地是10kV配电网故障中最主要的部分。单相接地故障不但影响供电可靠性、供电量及线损，而且可导致变电站电压互感器烧毁，造成设备损坏、大面积停电事故。随着多地区联网供电的形成，配电网络的规模以及复杂程度逐渐加大。在此条件下通信技术以及电子技术就对供电网的可靠性提出了更高的要求。当发生单相接地故障后，要及时的对故障进行修复，从而缩短停电时间、减小对社会的影响。
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