試析農(nóng)網(wǎng)10KV配電線路的接地故障與防范對(duì)策

曾希萍

(四川廣安愛(ài)眾股份有限公司，四川 廣安 638000)

隨著農(nóng)村近年來(lái)電網(wǎng)改造工程的實(shí)施，10kV配電線路采用了絕緣導(dǎo)線或?qū)⒓冧X線改為帶鋼芯的鋁絞線、更改增高了砼桿、更新了避雷器，加強(qiáng)了配電線路的絕緣水平，降低配電線路的跳閘率，提高供電的可靠性，減少線路的損耗，但在實(shí)際工作中特別是在雷雨雪季節(jié)和大風(fēng)等天氣惡劣的條件下還是會(huì)發(fā)生接地故障，以單相接地故障較多，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生命和財(cái)產(chǎn)都造成了極大的威脅?，F(xiàn)針對(duì)10kV配電線路頻繁發(fā)生單相接地故障的原因和預(yù)防以及故障發(fā)生后的處理辦法進(jìn)行分析。

一、單相接地故障的危害

單相接地故障的危害通常有對(duì)變配電設(shè)備的危害、對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的危害、對(duì)人畜的危害，造成供電可靠性的降低、供電量的減少以及線損的增加。

10kV電力系統(tǒng)通常采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然接地相電壓為零，非故障兩相的對(duì)地電壓升高為倍相電壓，但是網(wǎng)絡(luò)的線電壓大小和相位差仍然維持不變，從而使接在線電壓上的受電設(shè)備的工作并不因?yàn)槟骋幌嘟拥囟艿狡茐模室话阍试S繼續(xù)運(yùn)行至多不超過(guò)兩小時(shí)。但是，不允許長(zhǎng)期運(yùn)行，因?yàn)橐皇情L(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)可能引起未故障相絕緣薄弱地方損壞而導(dǎo)致相間短路甚至三相短路，二是接地電流在故障點(diǎn)會(huì)形成穩(wěn)定性或間歇性的電弧，穩(wěn)定性電弧可能燒壞設(shè)備或引起兩相甚至三相短路，周期性熄滅和重燃的間歇電弧通過(guò)電網(wǎng)的電感和電容形成一個(gè)振蕩回路，導(dǎo)致相與地之間產(chǎn)生可能高達(dá)2.5～3倍相電壓峰值的過(guò)電壓，危害到變電設(shè)備的絕緣，后果嚴(yán)重的將導(dǎo)致短路事故的發(fā)生，使得在線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿或燒毀，并且燒毀其中部分配電變壓器，甚至發(fā)生電氣火災(zāi)。單相接地故障未能及時(shí)得到排除，可能影響到區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成更大事故。如果接地配電線路沒(méi)有停止運(yùn)行，就可能會(huì)造成行人特別是夜間巡視人員觸電傷亡事故的發(fā)生。

發(fā)生單相接地故障時(shí)，采取人工選線方式排查故障，將會(huì)對(duì)沒(méi)有發(fā)生故障的配電線路進(jìn)行停電，中斷正常供電或長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)配電線路。特別是在莊稼的生長(zhǎng)期、雷雨或地形比較復(fù)雜的情況下查找和消除故障的過(guò)程中，無(wú)法保證用戶的正常用電，將造成長(zhǎng)時(shí)間大面積的停電，對(duì)供電的可靠性產(chǎn)生了較大的影響。由于配電線路接地相直接或者是間接的對(duì)大地釋放電量，會(huì)造成電能的損耗。

二、單相接地故障的原因

農(nóng)網(wǎng)10kV配電線路單相接地故障有線路瞬時(shí)性接地故障和永久性接地故障兩大類(lèi)型。

線路瞬時(shí)性接地故障的原因主要有：1、人為拋擲的物體或者是樹(shù)竹碰撞導(dǎo)線；2、線路絕緣子臟污，在雷雨天或者有霧濕度較大的天氣,由它們引起出現(xiàn)的閃絡(luò)，通常都會(huì)在天氣轉(zhuǎn)好或者大雨后消失。

線路永久性接地故障的原因主要有：1、在雷雨季節(jié)多發(fā)生線路避雷器爆炸；2、在雷雨季節(jié)經(jīng)常發(fā)生直擊雷導(dǎo)致線路的絕緣子炸裂或斷線；3、在雷雨季節(jié)多發(fā)生配電變壓器避雷器單相擊穿；4、遭遇大風(fēng)時(shí)，樹(shù)竹吹倒碰撞導(dǎo)線引起的接地；5、線路開(kāi)關(guān)絕緣體的老化擊穿；6、線路絕緣子老化或者是由于擊穿引起的缺陷；7、線路導(dǎo)線老化斷線引起接地；8、在絕緣子中綁扎或者固定不牢固的導(dǎo)線脫落到地上；9、導(dǎo)線與建筑物距離近，導(dǎo)線風(fēng)偏過(guò)大易造成導(dǎo)線接地；10、配電變壓器高壓引下線斷線；11、配電變壓器繞組單相絕緣擊穿或者是接地；12、同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落，搭在下排導(dǎo)線上；13、外力的破壞,比如人為拋擲的物體或放風(fēng)箏、人為破壞和汽車(chē)撞擊；14、漂浮物，比如塑料袋及樹(shù)枝；15、由鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物引起的短路接地。在上述多種造成接地故障的原因中，雷擊引起的導(dǎo)線斷裂、絕緣擊穿和樹(shù)竹短接是發(fā)生配電線路接地故障的主要原因，占總故障的80%以上。綜合歸納起來(lái)就是自然氣象因素、設(shè)備因素、外力破壞是造成接地故障的主要直接原因。

三、預(yù)防和處理單相接地故障的措施

針對(duì)上述引起10kV配電線路單相接地故障的主要直接原因，在實(shí)際工作中必須采取切實(shí)可行的技術(shù)措施和預(yù)防與處理辦法。電力企業(yè)不但要加強(qiáng)變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的可靠投入和使用管理，還要采取加強(qiáng)對(duì)用戶入網(wǎng)設(shè)備監(jiān)督管理、加強(qiáng)對(duì)用戶工程的驗(yàn)收、加強(qiáng)線路設(shè)備巡視檢查和試驗(yàn)、強(qiáng)化安全警示標(biāo)志張貼及媒體宣傳、對(duì)線路進(jìn)行技術(shù)改造并配合新技術(shù)新材料新設(shè)備的應(yīng)用等幾種方法進(jìn)行預(yù)防，以減少接地故障的發(fā)生。

1、確保變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的可靠投入和使用。電力企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化情況適時(shí)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、調(diào)整或校驗(yàn)繼電保護(hù)整定值，檢查繼電器及自動(dòng)裝置的良好狀況，確保故障情況下繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確、迅速、靈敏、可靠地動(dòng)作，指令斷開(kāi)故障線路斷路器并發(fā)出故障信號(hào)（音響信號(hào)及燈光信號(hào)）或只發(fā)出單相接地故障信號(hào)而不斷開(kāi)斷路器。若繼電保護(hù)裝置指令斷開(kāi)故障線路斷路器后，啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)合上該線路斷路器成功的則為瞬時(shí)性相間或三相短路接地故障，線路恢復(fù)正常運(yùn)行，這樣就減少了停電時(shí)間，確保了供電可靠性。若繼電保護(hù)裝置指令斷開(kāi)故障線路斷路器后，啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置重合該線路斷路器不成功的則為永久性相間或三相短路接地故障，線路處于停電狀態(tài)，明確該線路需要將故障排除后才能重新投入運(yùn)行，恢復(fù)正常供電。只發(fā)出單相接地故障信號(hào)而不斷開(kāi)斷路器時(shí),接地信號(hào)能立即恢復(fù)的則是瞬時(shí)性單相接地故障，線路仍然正常運(yùn)行；接地信號(hào)不能立即恢復(fù)的則是永久性單相接地故障，需要在兩小時(shí)內(nèi)將故障排除，否則應(yīng)將線路停運(yùn)，待故障徹底清除后再重新投入運(yùn)行，恢復(fù)正常供電。這是電力企業(yè)保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、迅速查出故障線路及故障性質(zhì)、縮小停電范圍和時(shí)間、保證供電可靠性的重要和必須的技術(shù)措施。

2、加強(qiáng)對(duì)用戶入網(wǎng)設(shè)備監(jiān)督管理，落實(shí)設(shè)備準(zhǔn)入制度。新入網(wǎng)用戶用電設(shè)備必須質(zhì)量合格，容量不得大于用電申請(qǐng)容量，用電性質(zhì)與申請(qǐng)一致；大電力用戶用電容量增加過(guò)大，必須申請(qǐng)變更用電容量；經(jīng)常向用戶宣傳使用合格電器設(shè)備，對(duì)陳舊老化的用電設(shè)備及時(shí)維修或更換，保證人身、設(shè)備及電網(wǎng)安全。

3、加強(qiáng)對(duì)用戶工程質(zhì)量管理，嚴(yán)格把好工程竣工驗(yàn)收關(guān)，做到合格搭火。

4、加強(qiáng)巡視檢查和試驗(yàn)。（1）定期對(duì)配電線路進(jìn)行巡視檢查。巡視檢查內(nèi)容主要有：導(dǎo)線與樹(shù)竹、建筑物、公路、民房等之間的水平及垂直安全距離是否達(dá)到規(guī)程要求；電桿頂部是否有鳥(niǎo)窩；導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎及固定是否有松動(dòng)或是脫離；導(dǎo)線是否有傷痕或斷股或絞纏現(xiàn)象；固定在絕緣子上的螺栓、橫擔(dān)等是否有松動(dòng)；導(dǎo)線弧垂是否存在過(guò)大或者是過(guò)小；拉線是否存在斷裂或破壞等。及時(shí)上報(bào)處理發(fā)現(xiàn)的隱患和缺陷，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。（2）及時(shí)測(cè)試在線路上的絕緣子、熔斷器、斷路器、避雷器等設(shè)施，對(duì)損壞及不合格的及時(shí)更換。（3）定期對(duì)配電變壓器試驗(yàn)檢查，對(duì)不合格的進(jìn)行及時(shí)維修與更換。

5、加強(qiáng)安全警示標(biāo)志、標(biāo)語(yǔ)的懸掛和張貼，加強(qiáng)媒體宣傳。（1）在易遭受車(chē)輛刮擦、撞擊的路段安裝反光貼或限高限寬發(fā)光條等。此措施有效提醒了司機(jī)的注意，降低了事故的發(fā)生，取得了較好的效果，適合大面積推廣。（2）懸掛“高壓有電，禁止放風(fēng)箏”、“高壓線路下禁止釣魚(yú)”等安全警示標(biāo)語(yǔ)。（3）充分利用電視、廣播媒體等傳播形式，宣傳安全用電常識(shí)，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)群眾護(hù)線組織作用，做好保護(hù)電力設(shè)施的宣傳，嚴(yán)厲打擊破壞、盜竊電力設(shè)施的不法分子。最大程度減少事故的發(fā)生。

6、對(duì)線路進(jìn)行技術(shù)改造。（1）根據(jù)需要在線路上加裝分支熔斷器或斷路器，縮小故障的范圍，極大的減少停電面積及縮短停電時(shí)間，方便快速找到故障點(diǎn)。（2）提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。目前農(nóng)村低壓主線路普遍使用絕緣鋼芯鋁絞線，淘汰了以前的純鋁線或鋼芯鋁絞線。在城區(qū)10kV線路也多使用絕緣鋼芯鋁絞線或電纜線來(lái)達(dá)到提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度，以確保安全距離要求。還可以使用高一電壓等級(jí)的絕緣子或新型復(fù)合絕緣子。(3)在雷擊密集區(qū)，采取在配電線路上加裝避雷器、避雷線、避雷針的方式來(lái)減少雷擊引起的接地故障。（4）在導(dǎo)線對(duì)地、對(duì)物有交叉跨越或安全距離不夠時(shí)，采用增加電桿高度、使用絕緣鋼芯鋁絞線或電纜線來(lái)解決因此引起的觸電或接地故障。譬如在經(jīng)濟(jì)林木種植地段、城區(qū)或場(chǎng)鎮(zhèn)有較高建筑物的地方、跨越鐵路公路等。

7、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的應(yīng)用。（1）單相接地故障信號(hào)裝置的加裝。在變電站配電屏出口處加裝信號(hào)源，始端、中部及各個(gè)分支處的導(dǎo)線上安裝指示器，指示產(chǎn)生故障區(qū)域。如若配電線路發(fā)生故障后，根據(jù)指示器變化顏色來(lái)快速確定故障的范圍，且快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)。實(shí)踐也證明了此檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，減少停電時(shí)間，提高供電可靠性，增加供電量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。（2）氧化鋅避雷器的推廣應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年的應(yīng)用推廣，我公司在配電線路和變臺(tái)上幾乎全部采用氧化鋅避雷器替代了FS-10閥型避雷器。該設(shè)備具有放電效果好、耐多重雷擊、絕緣擊穿率低、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。（3）直流漏電傳感器檢測(cè)法。配合直流漏電傳感器檢測(cè)裝置的直流檢測(cè)法也日益受到青睞。該裝置由直流高壓發(fā)生器和檢測(cè)器兩部分組成，整套裝置共重9公斤，比較適于隨身攜帶，此外，12V的摩托車(chē)電池可以為直流高壓發(fā)生器充電，能夠產(chǎn)生2500V的直流開(kāi)路電壓，在使用過(guò)程中極為方便。（4）變壓器專(zhuān)用線夾、新型電氣接頭的使用，也使相關(guān)電氣連接有了安全保障，減少斷線引起的短路或接地故障。

小結(jié)

現(xiàn)在農(nóng)網(wǎng)還仍然有單相接地故障發(fā)生，不管從哪方面講，做好用電宣傳、設(shè)施的保護(hù)及維護(hù)等措施很重要，只有未雨綢繆，防患于未然，才能讓配電網(wǎng)更安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行。

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