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摘要:10kV配电线路是电网系统中的重要组成部分,在实际运行过程中一旦发生接地故障,容易对电网运行稳定性产生影响,也容易埋下安全隐患。对此,在实际工作中应当分析10kV配电线路接地故障的发生原因,从而采取有效的对策。
关键词:10kV配电线路;接地;原因;对策
电力系统分类电力系统可分为大电流接地系统(包括直接接地、经电抗接地和低阻接地)、小电流接地系统(包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国3kV~66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。接地故障是10KV配电线路最常见的一种故障,严重影响配电网稳定安全运行,其类型主要包括单相接地故障、两相接地故障、三相接地故障等。10kV配电线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是多雨的气候特点,在恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生。本文就10kV配电线路接地故障发生的原因及对策进行分析。
1、10kV配电网线路自身特点具体分析
1.1线路分支丰富,网络结构并不单一化,相对较复杂
由于10kV配电网分支方面比较多,分支并不固定不变。在一定的程度上可以形成了很多的子分支,一代一代地流传,同时对信号方面会带来一定的影响,信号随着分支的增加逐渐衰减。即便对故障的反射波可以进行检测,但是实际的效果并不好,只能提供到故障点的距离,关键是很多的点可能满足一定的距离点,但是真正的故障点往往只有一个,所以对于故障点问题的判断往往有很大的难度。
1.2接地电阻往往比较大
很多的10kV杆塔的材料用的主要材料是石灰杆,在实际的应用过程中,如果形成接地的话,由于地质等因素的影响数值并不会变成0,而是产生十分高的电阻值。假如说配电网出现接地故障问题的时候,信号必然会降低,其他信号也会受到一定的影响、接地电阻对相关的研究产生一定的阻碍现象,配电网故障在线检测和定位的研究和接地电阻的克服之间存在密切的联系。
1.3整体的长度相对其他线路来说比较长,对地的电容数值比较高
10kV配电网的线路往往比较长,甚至达到了好几百公里。将交流信号进而对地电容进行相应的结合在一定程度上可使分流的功能变得更加明显,线路的长度和线路产生对地电容的数值之间往往呈现正比例的关系,线路越长,产生的对地电流往往会越大,最终形成的分流的数值比较大,因此电流的信号和定位之间的关系相对密切,要想定位的越准确,需要保证的电流越大。
2、10kV配电线路接地故障原因分析
10kV配电线路接地故障原因主要有以下10个:(1)树障引发线路接地。因为树障清初工作不彻底,线路通道未达到规定要求,村民砍树导致树木倒在导线上,引发线路接地。高山地区也发生过树木被冰雪压断、被大风吹断后倒在导线上引起线路接地事故的情况。此外,还有因线路边坡滑坡造成树木倒在线上引发接地的情况。(2)雷击闪络造成的线路接地。导线在遭到雷击情况下会发生瓷瓶闪络,导线通过电弧、横担接地。除了瓷瓶炸裂会形成永久性接地故障外,一般情况下,因雷击瞬时单相接地线路会自行恢复绝缘,两相或三相雷击闪络线路会跳闸。(3)劣质瓷瓶或老化瓷瓶绝缘击穿、炸裂造成接地。运行中出现过悬瓶、针瓶在电网电压正常、天气晴好的情况下绝缘击穿或炸裂的事故,其原因是瓷瓶质量差。(4)对同杆架设或交叉跨越的低压线、弱电线放电接地。10 kV线路与同杆架设或被跨越的低压线、弱电线距离不足,当10 kV线路弧垂变化达到放电距离时,会对低压线、弱电线放电,进而造成接地,这种接地的危害较大,一般会烧毁用户电器设备。(5)倒杆和导线断线落地引发接地。导线断线及倒杆也是线路接地故障常见原因之一,特别是在老旧线路易发生断线事故。(6)针式瓷瓶扎线松脱造成导线掉到横担或其他设备上接地。(7)跳线对杆塔、线路设备放电接地。跳线因风偏、断线等原因对杆塔或其他设备放电造成接地。(8)线路上变压器、开关、避雷器、跌落保险设备故障造成接地。变压器某相击穿(引线对外壳、引线对铁芯局部放电)、柱上开关某相绝缘击穿、避雷器某相击穿、跌落保险某相瓷柱炸裂造成线路接地。(8)线路交叉跨越施工时,因事故造成带电线路通过施工线路、机具接地。这种情况一般发生在带电作业或临近带电作业的过程中,产生的后果非常严重。(10)非线路设备故障的假接地。当变电站电压互感器一次侧或二次侧熔断器熔断一相时,熔断相的接地电压表指示为0,其他两相正常或略低,造成接地假象;变电站空投10 kV母线时,因电压互感器引起铁磁谐振,造成假接地。
3、减少10kV配电线路接地故障的对策
3.1定期巡视10kV配电线路
供电企业应定期巡视、排查配电线路周围的环境,建筑物、树木与导线之间的距离是否符合要求。可以向群众发放印有电力设备保护知识以及用电安全等内容的购物袋、挂历等,并且详细写明其服务以及举报方式。同时,还应要做好宣传工作,增强人们电力设备的保护意识以及对安全用电的宣传等。而对于山区内爬行或飞行的动物造成的线路接地问题,应将配电变压器架高、压测桩头接地,并且要在跌落保险以及避雷装置上安装绝缘防护装置。
3.2定期对10kV配电线路绝缘进行测试
配电线路绝缘的测试主要是对线路分支的绝缘子以及避雷器等设备进行,查验变电器绝缘性正常与否,能够提升配电线路供电的可靠性。
线路受大风及季节的变化容易出现跳线或断线的情况,要对其进行校核。保证横担或杆塔之间的净空距离,并且要充分地考虑线路风偏以及热胀冷缩等情况,确保跳线后与地面之间的距离安全,保证跳线的连接可靠。
配电线路极易遭受雷击,因此要对其进行防雷措施。在重雷区以及重要的配电线路段架装避雷线;在电线的顶端加设避雷针或者是在线路的大档距之间以及重要的跨越阶段架设避雷线,提升线路的绝缘性能。
3.3加强配电设备的管理
加强对其的巡视、维护以及检修,保证线路运行的安全。加强配电设备的管理,定期检查并更换,保证其电网运行安全、稳定。找出劣质、老化的瓷瓶,并将其重新安装,避免瓷瓶炸裂,最终造成无法挽回的损失。更换老旧的线路,并进行改造。在改造线路的过程中,要坚持相关的技术要求,做好倒杆以及断线反事故的措施,与此同时,还应加强配电网中变压器以及避雷装置等设备的维护。
配电线路三相电压不稳定时,应先根据变压的变化状况判断是否是真接地。若是由于电压互感器引发的假接地,则应根据实际情况,检查变电站设备,最后考虑线路的接地问题。
3.4应用新设备以及新技术
(1)安装配电线路接地故障检测系统
在配电线路上装设故障检测装置,同时,配电线路的三个导线上分别装故障指示器,当配电线路出现故障接地时,故障点周边的范围就被指示器测量出来,且当配电线路发生中一相接地时,指示装置能及时更改颜色,为施工人员辨别故障类型,确定故障发生区域做铺垫。
(2)在变电所中安装小电流的自动接地选线的设备
通过安装小电流接地选线装置,能够有效的识别故障类型,并用时较少,为此装设小电流自动接地选线设备,可自动查找出接地相,增加了供电可靠性,防止大面积停电事故的发生。现阶段,全国其他地区已逐渐开始投运这此设备,可以说获得的效果比较泉著、值得一提的是这类设备投运和零序电流互感器结合,将大大增加效果,否则将无法充分发挥功能。
(3)安装金属氧化物的避雷器
在配电线路和变压器的两侧加装上氧化物避雷器,将增强放电效果,由于这类避雷器的构造比较简单,价格低廉,被广泛采用、它的残压较低,击穿的概率相对较小,可承受多次雷击,且运行比较稳定、金属氧化物避雷器将有效预防大气过电压和操作过电压,为良好的电力供应奠定坚实的基础。
4、案例分析
以某地区10kV配电线路为例进行分析,在阴雨天气或大风天气时常遭受雷击而导致接地停电事故的发生。另外,由于该地区交通条件不发达,一旦出现停电事故,维修耗时比较长。2017年农网升级工程中,该地区供电部门认识到问题的严重性,因此,在整条线路上加装避雷线,并安装金属氧化物避雷器,经过升级后,该线路发生雷击停电事故明显降低。
5、结束语
10kV配电线路接地故障在电力系统故障中占有很大的比例,10kV配电线路接地故障
的原因较为复杂,对其的预防是长期且重要的任务。要彻底解决10kV配电线路常见故障,首先要了解10kV配电线路接地故障原因,这样在故障处理过程中才能够有针对性的进行处理,大大提高故障处理效率,减少10kV配电线路接地的事故,能够保证电网运行的安全、可靠。
参考文献:
[1]古淼林.10KV配电线路接地故障原因及有效预防措施[J].企业技术开发(学术版),2019(03)