一起10 kV配電線路單相接地故障引發(fā)的思考

李冬英

（恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與機(jī)械工程系，湖北 恩施 445000）

一供電區(qū)域內(nèi)一條10 kV線路發(fā)生速斷跳閘事故，經(jīng)過(guò)對(duì)事故線路進(jìn)行全線巡視，僅發(fā)現(xiàn)一臺(tái)配電變壓器V相跌落式熔斷器引線燒斷并碰觸電桿。故障處理后恢復(fù)送電時(shí)，線路U相又出現(xiàn)單相接地。經(jīng)第二次巡線，發(fā)現(xiàn)U相線路一只針式絕緣子內(nèi)部擊穿，更換絕緣子后，調(diào)度中心恢復(fù)送電正常。事故分析:V相接地后，其它兩相的對(duì)地電壓升高，使U相絕緣子擊穿產(chǎn)生強(qiáng)大的短路電流引起速斷跳閘。

1 單相接地故障產(chǎn)生的原因

我國(guó)農(nóng)、林墾的電網(wǎng)改造工程竣工以后，配電電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平得到了很大的提高，但由于種種原因，各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)還時(shí)有發(fā)生，同時(shí)，各種觸電事故時(shí)有發(fā)生（如在田間地頭撿拾掉落地上的導(dǎo)線引起的觸電事故），究其原因，一方面是因?yàn)槿狈镜陌踩秒姵ＷR(shí)，另一方面還與單相接地故障的發(fā)生存在密不可分的聯(lián)系。因此，對(duì)于如何正確認(rèn)識(shí)單相接地故障，對(duì)單相接地故障采取何種有效的防范措施以確保電網(wǎng)電力系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定運(yùn)行就顯得尤為重要。

單相接地故障產(chǎn)生的原因主要有:①設(shè)備絕緣不良，如老化、受潮、絕緣子破裂、表面臟污等；②外力破壞（如雷雨、大風(fēng)天氣）；③人為過(guò)失。

2 單相接地故障的危害

（1）對(duì)變電設(shè)備的危害。10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，電壓互感器可以繼續(xù)運(yùn)行，但持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2 h。10 kV電壓互感器鐵芯的磁通密度選擇標(biāo)準(zhǔn)，在正常運(yùn)行電壓下取0.7～0.9 T。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，未接地相電壓升高到線電壓，鐵芯勵(lì)磁電流增加，因此，在未接地相的鐵芯中，磁通密度比正常運(yùn)行電壓時(shí)增高很多，可達(dá)到1.4～1.6 T，這時(shí)鐵芯嚴(yán)重飽和，使電壓互感器鐵芯中所產(chǎn)生的熱量相應(yīng)增大。這種勵(lì)磁電流的增加，造成嚴(yán)重的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，容易燒毀電壓互感器。

（2）對(duì)配電設(shè)備的危害。單相接地故障發(fā)生后，可能產(chǎn)生間歇性弧光接地，造成諧振過(guò)電壓，產(chǎn)生幾倍于正常電壓的過(guò)電壓，過(guò)電壓將進(jìn)一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿，造成嚴(yán)重的短路事故?？赡苁咕€路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，嚴(yán)重者可能發(fā)生電氣火災(zāi)。

（3）對(duì)供電可靠性的影響。發(fā)生單相接地故障后，為了處理故障，一方面需要進(jìn)行人工選線，對(duì)未發(fā)生單相接地故障的配電線路進(jìn)行停電，因此影響供電可靠性；另一方面發(fā)生單相接地的配電線路將停運(yùn)，在查找故障點(diǎn)和消除故障中，不能保障用戶正常用電，也會(huì)對(duì)供電可靠性產(chǎn)生較大影響，造成不好的社會(huì)影響。

（4）對(duì)人身的危害。對(duì)于導(dǎo)線落地這一類單相接地故障，如果接地配電線路未停運(yùn)，對(duì)于行人而言，可能發(fā)生觸電傷亡事故（如農(nóng)民撿拾落地導(dǎo)線所致觸電事故）。

（5）對(duì)線損的影響。發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于配電線路直接或間接對(duì)大地放電，將造成較大的電能損耗。

3 單相接地故障的預(yù)防和處理

（1）建立和健全規(guī)章制度，供電系統(tǒng)中的很多事故都是由于制度不健全或違反操作規(guī)程而造成的。因此必須要建立和健全必要的規(guī)章制度，特別是要建立和健全崗位責(zé)任制，把責(zé)任落實(shí)到人，防患于未然，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種隱患和解決存在的問(wèn)題。

（2）加強(qiáng)絕緣薄弱環(huán)節(jié)的絕緣，對(duì)配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備進(jìn)行絕緣測(cè)試，不合格的及時(shí)更換。

（3）對(duì)電力工人進(jìn)行培訓(xùn)，提升他們的專業(yè)知識(shí)水平，杜絕人為因素的影響。

（4）在配電線路上加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時(shí)間，有利于快速查找故障點(diǎn)。

（5）裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置。絕緣監(jiān)察裝置主要用來(lái)監(jiān)視小接地電流系統(tǒng)相對(duì)地的絕緣狀況。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，開(kāi)口三角形兩端電壓接近于零，繼電器不動(dòng)作。在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，接地相電壓為零，另兩個(gè)互差120°的相電壓疊加，則使開(kāi)口處出現(xiàn)將近100 V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的燈光和音響信號(hào)。值班人員根據(jù)信號(hào)和電壓表指示可以知道發(fā)生了接地故障且知道故障相別。（但不能判別是哪一條線路發(fā)生了接地故障，如果高壓線路較多時(shí)，采用這種絕緣監(jiān)察裝置是不夠的。由此可見(jiàn)，這種裝置只適用于線路數(shù)目不多，并且允許短時(shí)停電的供電系統(tǒng)中。）

（6）裝設(shè)單相接地保護(hù)。這是一種利用零序電流互感器使繼電器動(dòng)作來(lái)指示接地故障線路的保護(hù)裝置。這種保護(hù)裝置要求在6～10kV線路的每路出線上都裝設(shè)零序電流互感器TAN，它利用單相接地故障所產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)裝置動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這種單相接地保護(hù)裝置能夠較靈敏地監(jiān)察小接地電流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣，而且從各條線路的接地保護(hù)信號(hào)可以準(zhǔn)確判斷發(fā)生單相接地故障的線路，因此它適用于高壓出線較多的供電系統(tǒng)。

（7）當(dāng)線路上不具備安裝零序電流互感器的條件時(shí)，且出線條數(shù)不多時(shí)，用依次斷開(kāi)線路并繼之以自動(dòng)重合閘的方法尋找故障點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著2002年和2003年的一、二期農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)改造工程的完工，我國(guó)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日趨合理，穩(wěn)定水平得到了提高，但必須結(jié)合全國(guó)電力負(fù)荷快速增長(zhǎng)的實(shí)際，重視和解決電網(wǎng)穩(wěn)定、供電可靠性、供電能力和電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力的問(wèn)題，不斷提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提供服務(wù)。

［1］劉介才，戴紹基.工廠供電［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999（12）:144～178.

［2］《進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教材》編委會(huì)編.《進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教材》低壓電工篇［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2001（2）:87～92.

［3］丁毓山，雷振山.中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2000（5）:181～183.

［4］北京供電局用電管理處.實(shí)用電工問(wèn)答［M］.北京:水利電力出版社，1982，（8）:150～152.