国网冀北电力有限公司唐山供电公司 河北省唐山市 063000
摘要：配电网处于电网末端，直接面对用户，其运行情况直接影响用户的用电体验。单相接地故障是指线路中某点由于内部或外部原因，如绝缘损坏、树木搭接等，与大地相接而形成接地，是配电网系统中较为常见的故障。我国10kV配电网多为小电流接地方式，包括中性点经消弧线圈接地和中性点不接地。小电流接地方式下，配网10kV侧发生单相接地故障后，系统线电压幅值和相位差仍维持不变，低压侧的用电设备可以正常运行，有利于保障配电网的运行可靠性。
关键词：10kV配电线路；接地故障；原因；有效预防措施
引言
基于变电、配电班组驻点减少，运维人员到达操作、抢修现场时间增加的客观事实，在发生10kV配电线路单相接地故障时，传统的处置方式已无法适应电网发展的新形势、新要求。如何充分利用现有技术支持系统，深度应用新兴技术手段，快速、有效地查找、隔离、处置配网故障，缩短停电时间，满足客户对供电质量的需求，成为当前急需思考和解决的问题。
1 故障发生原因
造成10kV配电线路单相接地故障的原因有很多，如当某个物体挂到电线上，并且物体还触碰到了地面，就会容易发生单相短路；由于附近高干树木与线路距离过近，在外界风力作用下高干树枝与线路产生了亲密接触，造成线路单相接地故障；在外界恶劣天气环境下，大风大雨天的配电线路绝缘子电阻将会明显减小，导致出现闪络、放电的情况，这样也会引发配电线路单相接地故障；10kV配电网线路中的配电变压器发生击穿，10kV熔断器或者避雷器被雷击时也会造成配电线路单相故障。
2 接地故障选线方法
小电流接地故障选线方法较多，其中稳态量法包括零序电流比较法、零序无功方向法、零序导纳法等，暂态量法包括首半波法、参数识别法、行波特征法等，此外还有特征信号注入法、残流增量法等方法。每种方法都有各自的适用场景和局限性。（1）零序电流比较法。零序电流比较法对于中性点不接地系统基本满足要求，但不适用于消弧线圈接地系统。由上文可知，发生单相接地故障时，故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流极性相反，且故障线路零序电流等于非故障线路零序电流之和。根据该条稳态特征，可以实现不接地系统的故障选线。（2）首半波法。单相接地往往发生于相电压接近最大值的瞬间，此时故障线路的分布电容因电压降低而放电，非故障线路的分布电容因电压升高而充电，因此可以认为单相接地瞬间故障线路和非故障线路其各自的暂态零序电容电流第一个周波的首半波极性相反。因暂态电流值不受消弧线圈的影响，故首半波法适用于消弧线圈接地系统。具体地，在消弧线圈接地系统发生单相接地的暂态过程中，故障线路暂态零序电压与暂态零序电流首半波方向相反，非故障线路暂态零序电压与暂态零序电流首半波方向相同，据此可以实现消弧线圈系统的接地故障选线。
3 处理措施
3.1 合理运用小电流接地选线装置
为了加强对10kV配电线路单相接地故障的科学预防处理工作，相关工作人员可以通过在变电所内合理安装小电流接地自动选线装置，基于该项装置辅助应用下，能够实现自动选择出发生单相接地故障线路，并且具有准确率高、消耗时间短的优点。小电流接地选线装置的应用，有效避免了传统人工选线工作方式的弊端，减少非故障线路不必要的停电，避免接地故障问题影响范围的持续扩大。值得注意的是，变电所工作人员在实际应用该项装置时，应做好该装置与各配出现间隔上的零序电流互感器配合使用，不然将无法发挥出其作用。
3.2 收到报障信息，处置思路及要点
（1）运维单位或配网抢修中心向值班调控员汇报有效故障信息（线路名称、故障设备、位置、杆号、区段、相别等）。（2）值班调控员依据报障信息，遥控断备线路上有关配电自动化断路器；若线路无配电自动化断路器或配电自动化断路器无法遥控操作，则断备变电站10kV出线断路器。直至变电站10kV母线电压恢复正常。（3）值班调控员通知运维单位对线路进行排查。线路是否需要转为冷备用，值班调控员根据运维单位的要求安排。（4）故障区段线路或设备隔离以后，值班调控员遥控线路配电自动化断路器或变电站10kV出线断路器对线路进行试送电。（5）值班调控员可视操作需要和故障排查情况通知变电巡维中心。
3.3 低压脉冲发射法
该方法是对高压电缆产生接地异常的一种不会造成任何损伤的查询措施。该种技术可以利用低压电流窄脉冲信息开展传输，该种信号在传输到了电缆以后，将在信号短路位置、接头与短路位置遇到传输出来的信息，而且因为接收部位的不相同，反馈的波形便存在差异。这种方法在检测过程中主要是依托电脑在反射方面存在的时间偏差，对于反射波形开展测量，该种诊断故障的形式，从本质上是经过电流的方法，将故障发送给电脑系统，进而可以提高电力电缆诊断接地故障的速度与质量。通常来讲，假如反射的波形为正波形，证明是短路点，若反射的为负波形，同样证明是短路点，然而反射得到的波形角度较小，并且呈现为正负波形，证明异常产生的位置是处于中心位置的接头，故障的特点便是低阻异常。在高压电缆接地故障低压脉冲发射法的甄别中，所应用的范围比较广、次数比较多，在这当中，对于电缆短路、短路与低阻故障进行的检测诊断是十分高效的，并且还可以使用在测量电缆的实际长度、T 型接头的区分以及终端头等内容。在低压脉冲发射法应用的过程中，关键点就是实现针对波形的分析，记住不相同波形所代表的故障类型。
3.4 人工选线排查检测故障
当10kV配电线路因高阻值接地而引发单相接地故障时，现场故障排查检测人员可以通过合环与解环两条线路去准确判断到底是哪条线路出现了单相接地故障。而如果10kV配电线路是因为线路接地而产生的单相接地故障问题，现场工作人员则需要通过排查检测各排线开关和拉合分段开关以准确判断到底是哪条线路产生单相接地故障。当现场工作人员明确是哪条线路出现接地故障后，即可安排专业人员去查找到具体的故障发生点，倘若无法在短时间内查找出具体故障发生区域或位置，则需要利用蹬杆检查手段对不同设备检测作业，以便能够高效解决故障问题。相关工作人员需要将配有继电保护装置的断路器合理设置在10kV开关柜内，而对于断路器的设置主要有以下两种不同形式，一是通过规范安装微机保护装置，其有效集电流限制、负荷限制以及超限值跳闸保护作用于一身；二是通过正确安装先进的电流控制器，充分发挥其优化调整线路电流限定值的作用。
结束语
综上所述，为了保障电网安全可靠地持续运行，为用户提供高质量的电力，电力企业必须高度重视 10 k V 配电线路单相接地故障排查检测与处理解决工作。企业需要安排专业人员定期检查维护配电线路，及时发现故障并予以排除，要合理引进应用先进的检测技术与设备，加强对故障点的科学有效隔离工作，杜绝产生发范围的停电事故，影响到人们的正常生产生活。
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