10kV線路接地故障對(duì)設(shè)備造成的重要影響及措施

黃峻瑋

摘 要：10kV線路接地故障是整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)最具代表性的故障之一，10kV線路接地故障勢(shì)必將對(duì)設(shè)備造成的重要影響，影響配網(wǎng)的安全、高效運(yùn)行，只有加大對(duì)故障問題的重視力度，采取科學(xué)有效的解決措施，才能防范故障。本文分析了10kV線路接地故障對(duì)設(shè)備造成的重要影響及措施。

關(guān)鍵詞：10kV線路；接地故障；設(shè)備；影響；解決對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.143

社會(huì)用電需求的持續(xù)增加，使得10kV配網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)于整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展，配網(wǎng)都發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，為我國居民用電提供了有效保證。然而，配網(wǎng)運(yùn)行過程中，隨著運(yùn)行周期的延長、內(nèi)外各種因素的作用，難免會(huì)導(dǎo)致配網(wǎng)出現(xiàn)各種故障，其中接地故障就是典型的故障。

1 10kV線路接地故障對(duì)設(shè)備造成的重要影響

1.1 接地故障對(duì)變電設(shè)備的影響

對(duì)于10kV配網(wǎng)來說，接地故障出現(xiàn)后，對(duì)變電設(shè)備將帶來諸多方面的影響，例如：電壓互感器的反應(yīng)最為明顯，其鐵芯將走向飽和狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流將急劇上升。此問題若得不到及時(shí)處理，電壓互感器則面臨著被燒毀的危險(xiǎn)。特別單相接地故障的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致電壓的驟變，初始狀態(tài)的電壓逐漸演變?yōu)橹C振過電壓，該電壓強(qiáng)烈作用于變電器，從而降低其絕緣性，引發(fā)機(jī)器擊穿故障，甚至釀成火災(zāi)以及其他人身事故問題。

1.2 對(duì)配電設(shè)備的影響

對(duì)于10kV配網(wǎng)來說，接地故障出現(xiàn)后，正如前面提到，會(huì)導(dǎo)致故障線路電壓急劇上升，超出常規(guī)電壓的幾十倍之多，這必將為配網(wǎng)線路絕緣子帶來威脅，例如：出現(xiàn)絕緣子擊穿，而且引發(fā)配網(wǎng)短路。更加嚴(yán)重的威脅為：接地故障的發(fā)展引發(fā)線路高電壓，從而導(dǎo)致配電設(shè)備燒毀，以及其他的電氣設(shè)備，例如：熔斷器、避雷設(shè)備等失去絕緣性能，走向停運(yùn)狀態(tài)。各類電氣設(shè)備的損壞不僅可能導(dǎo)致整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的癱瘓，而且還可能帶來危險(xiǎn)性故障問題。

1.3 加劇線損問題

線損問題是配網(wǎng)系統(tǒng)治理面臨的大問題，當(dāng)10kV線路接地故障出現(xiàn)時(shí)，配網(wǎng)線路不僅電壓急劇上升，對(duì)應(yīng)的負(fù)荷電流也將驟然間變大，超越配網(wǎng)線路自身的負(fù)荷極限時(shí)，線路將被迫放電，導(dǎo)致相線、中性線等都發(fā)生一定程度的線損問題。

1.4 對(duì)人身安全與供電造成的威脅

10kV配網(wǎng)線路接地故障出現(xiàn)后，如果靠近故障線路周圍的人群未能采取安全防范措施，在毫無意識(shí)的情況下，很可能碰觸故障線路，線路釋放出的電能以及高電壓等，都可能造成人身事故。同時(shí)，在故障狀態(tài)下，故障線路所服務(wù)的區(qū)域內(nèi)將出現(xiàn)大規(guī)模停電現(xiàn)象，供電得不到及時(shí)恢復(fù)，影響用戶生活、工作等的正常開展，甚至?xí)l(fā)用戶的不滿。

2 10kV線路接地故障原因分析

社會(huì)用電需求的持續(xù)增加，使得10kV配網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)于整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展，配網(wǎng)都發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，為我國居民用電提供了有效保證。然而，配網(wǎng)運(yùn)行過程中，隨著運(yùn)行周期的延長、內(nèi)外各種因素的作用，難免會(huì)導(dǎo)致配網(wǎng)出現(xiàn)各種故障，其中接地故障就是典型的故障。導(dǎo)致10kV線路接地故障的原因是多方面的，其中裸導(dǎo)線脫落就是一大關(guān)鍵原因，一些裸導(dǎo)線由于捆扎不緊、牢固不嚴(yán)等，很容易脫離初始位置，在風(fēng)力以及其他外力作用下，裸導(dǎo)線可能四處飛散，或者掉落在橫擔(dān)，也可能同周圍的樹木、植物等相互交織、碰撞，脫離的導(dǎo)線由于其外部絕緣層已經(jīng)遭到了破壞，無法維持其自身原有的絕緣性能，進(jìn)而引發(fā)接地故障。

10kV線路由于處于露天的運(yùn)行環(huán)境，很容易受到其他外力的威脅，例如：高強(qiáng)雷電，含有腐蝕性氣體的污染等，這些外界因素都可能對(duì)10kV線路帶來嚴(yán)重的威脅與破壞，例如：造成10kV線路絕緣受損、絕緣度下降等，最終導(dǎo)致接地故障。

3 10kV線路接地故障的防范對(duì)策

3.1 加大配電線路檢查力度

10kV線路接地故障的防范應(yīng)該以線路的巡檢為前提，因?yàn)橹挥屑哟髮?duì)配網(wǎng)各個(gè)線路的巡檢力度，確保時(shí)刻掌握線路的運(yùn)行狀態(tài)，才能有效預(yù)防、控制故障問題的發(fā)生。供電企業(yè)必須核定專業(yè)的巡檢技術(shù)員，定期或不定期地全檢或抽檢配網(wǎng)線路，通過巡查來及時(shí)預(yù)測(cè)故障，并提前采取防范措施。具體的檢查工作內(nèi)容：配網(wǎng)線路同外界高聳物體，例如：建筑物、鐵塔、樹木等是否保持合適的距離，同時(shí)，檢查系統(tǒng)中的部件，例如：絕緣子螺栓有無松動(dòng)現(xiàn)象，拉線破損與否等。每一次檢查都必須形成文字報(bào)告，遇到問題必須在第一時(shí)間上報(bào)，并提前采取解決措施，將故障控制在萌芽狀態(tài)。

3.2 積極檢查零件絕緣性

配網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置了多個(gè)零部件，這些微型部件發(fā)揮著重要作用，也勢(shì)必對(duì)接地故障帶來不可忽視的影響，這些零部件包括：絕緣子、避雷器等，它們正常的絕緣度是確保其功能有效發(fā)揮，支持整個(gè)配網(wǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的保證，所以，必須加大對(duì)絕緣子等部件的絕緣檢測(cè)力度，通過測(cè)試看出絕緣性能是否正常。在此基礎(chǔ)上，也要定期加強(qiáng)配電變壓器的試驗(yàn)檢查，檢測(cè)其各項(xiàng)功能、性質(zhì)等能否達(dá)標(biāo)，配電器、變壓器出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，必須引起高度重視。

3.3 設(shè)置熔斷器

配網(wǎng)線路接地故障的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致其所服務(wù)區(qū)域用戶的供電中斷，這其中無論是故障點(diǎn)的查找、還是線路的檢測(cè)與維護(hù)等都將耗費(fèi)一定時(shí)間，會(huì)影響用戶工作、生產(chǎn)、生活的正常進(jìn)行，對(duì)此最為科學(xué)的方法就是將熔斷器設(shè)置于配網(wǎng)線路，在這種情況下，即使出現(xiàn)接地故障，通過熔斷器功能的發(fā)揮，能夠控制故障查找范圍，更快地定位故障點(diǎn)，減少維修期限，也能為用戶帶來更為便捷的供電服務(wù)。

3.4 利用故障檢測(cè)系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)技術(shù)

要想有效防范接地故障的干擾，可以配備專門的故障檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效檢測(cè)線路的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)。常見的故障檢測(cè)設(shè)備類型較多，通常多為信號(hào)源設(shè)備，例如：故障信號(hào)指示燈就可以被配置于配網(wǎng)線路，發(fā)揮對(duì)故障問題的指示功能，相關(guān)維修者參照指示燈的變化來初步分析、斷定故障點(diǎn)，不僅縮短了故障查找時(shí)間，也有效維護(hù)了配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

此外，還要積極研發(fā)并利用接地故障檢測(cè)法，其中較為有效的方法為：不對(duì)稱電流法。該方法負(fù)責(zé)檢測(cè)接地故障，其過程和原理為：根據(jù)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的相關(guān)特征，通過檢測(cè)使故障線路上產(chǎn)生的不對(duì)稱電流信號(hào)的特征來實(shí)現(xiàn)故障選線和故障點(diǎn)定位的。無論哪一條線路出現(xiàn)接地故障，不對(duì)稱電流源都能收到該信號(hào)，對(duì)應(yīng)分辨出故障相路，對(duì)其設(shè)置特殊信號(hào)，所配置的故障檢測(cè)設(shè)備能夠有效識(shí)別該信號(hào)，并對(duì)應(yīng)發(fā)出警報(bào)信息，同時(shí)指出故障點(diǎn)所在位置。

例如：當(dāng)配網(wǎng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，不對(duì)稱電流源十分敏感，監(jiān)測(cè)到開口三角電壓出現(xiàn)異常，有升高跡象。準(zhǔn)電子pt能夠監(jiān)測(cè)到故障，而且觀察此故障問題接連持續(xù)幾秒鐘以上。交流接觸器將受到刺激，并對(duì)應(yīng)給出脈動(dòng)信號(hào)。

此檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：安全可行，因?yàn)椴粚?duì)稱電源監(jiān)測(cè)到故障時(shí)，其所產(chǎn)生的信號(hào)不會(huì)對(duì)其他電氣設(shè)備，例如：變電站主變、消弧線圈等的運(yùn)行帶來副作用，而且此型號(hào)能夠有效控制諧波，防范過電壓?jiǎn)栴}。準(zhǔn)確性好：不對(duì)稱電流源是專門針對(duì)于非正常電流信號(hào)做出的反應(yīng)，此檢測(cè)方法的運(yùn)行相對(duì)獨(dú)立，能夠廣泛適應(yīng)各種配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

3.5 防范外力的威脅

配網(wǎng)系統(tǒng)由于處于相對(duì)復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，很容易遭受外力因素的威脅，有必要加強(qiáng)外力破壞的防范。國家電力部門應(yīng)聯(lián)合政府部門針對(duì)非法破壞行為制定懲罰規(guī)定，對(duì)于一切人為原因引起的破壞都必須給出嚴(yán)厲懲罰，通過這種方式來約束并監(jiān)督人為的破壞行為，也可以為配網(wǎng)的安全工作創(chuàng)造有利的環(huán)境。也可以通過安裝監(jiān)控設(shè)備來對(duì)配網(wǎng)的破壞行為進(jìn)行全面監(jiān)督，這樣才能真正找尋責(zé)任主體。

3.6 配置小電流接地自動(dòng)選線設(shè)備

在故障檢測(cè)設(shè)備的支持與帶動(dòng)下，也應(yīng)該配置小電流接地自動(dòng)選線設(shè)備，此設(shè)備能夠有效解決人工選線的諸多困難，提高選線工作效率，對(duì)于出現(xiàn)故障問題的線路可以自動(dòng)化定位，提高故障定位效率，節(jié)省更多的檢修時(shí)間，控制故障問題的威脅度。

3.7 提高故障檢修效率

接地故障發(fā)生后，供電維護(hù)工作部門必須及時(shí)作出反應(yīng)，分配專業(yè)的技術(shù)維修人員利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)或者深入故障現(xiàn)場(chǎng)，檢測(cè)故障點(diǎn)，檢測(cè)明確故障類型與危害，并對(duì)應(yīng)采取針對(duì)性的解決措施，及時(shí)排除故障問題，盡量縮短故障檢修時(shí)間，盡快恢復(fù)配網(wǎng)供電，這樣才能真正維護(hù)廣大用戶的利益，也才能提高配網(wǎng)的運(yùn)行效率。

4 總結(jié)

10kV線路接地故障對(duì)于整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)來說是一個(gè)大問題，必須引起高度的重視，借鑒以往的工作經(jīng)驗(yàn)來分析接地故障產(chǎn)生的原因，以及該故障將對(duì)各項(xiàng)電氣設(shè)備帶來的不良影響，并及時(shí)采取科學(xué)的解決對(duì)策有效地解除故障，為配網(wǎng)創(chuàng)造安全、有利的運(yùn)行條件，維護(hù)供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益，也能提升客戶對(duì)供電服務(wù)的滿意度。

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