探究10kV配電線路單相接地故障及變壓器防雷策略

張永剛

摘 要：目前來說，城市10kV配電網(wǎng)絡通常使用電纜線路，電纜線路能夠使配電網(wǎng)絡的電壓值提升。本文通過對10kV配電線路單相接地故障的產(chǎn)生原因的分析，闡述了由于此類故障導致的危害及影響，并在此基礎上提出了相應的解決方案。與此同時，對配電變壓器的防雷策略進行芻議，以供廣大相關工作者參考借鑒，共同致力于我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：10kV；配電線路；接地故障；變壓器；防雷

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0158-02

10kV配網(wǎng)在我國的城區(qū)已經(jīng)得到了相當廣范圍的應用，相較于架空電路來說，10kV配電線路在供電的可靠性上更加有保障。然而在配網(wǎng)在運行過程中仍然存在一些故障，單相接地故障對電網(wǎng)的正常運行造成的危害是非常大的。

1 10kV配電線路單相接地故障產(chǎn)生的主要原因

通常情況下，配電網(wǎng)絡的短路主要分為四種。這幾種短路故障中最嚴重的是三相短路，相對來說，單相接地是短路故障中最為平常的一種，它的發(fā)生頻率非常高，在整個配電網(wǎng)絡的短路故障中高度70%。引發(fā)單相短路故障的原因是多種多樣的，舉個例子來說，假設一個物體不小心掛到了電線上面，這個物體體積偏大，另一端又掛到了像樹枝這種常見的其他導體。這時如果刮風下雨，不小心對這根電線產(chǎn)生影響，這時就會引起單相短路現(xiàn)象的發(fā)生。這種情況下，如果開關社別把比較陳舊，線路相對老化，那么就告知很難區(qū)分短路故障是瞬時的還是非常嚴重的事故，極有可能引發(fā)更加嚴重的電路問題。

2 10kV配電線路單相接地故障造成的危害

2.1 10kV配電線路單相接地故障對變電設備的危害

10kV配電線路在發(fā)生單相接地故障時是能夠被判斷出來的，簡單的說，就是通過分析感性元件及容性元件的特征，對10kV配電線路進行測量判斷，以此確定配電線路中是否存在短路問題。在10kV配電線路發(fā)生短路故障時，電壓會有明顯的變化，通常情況下會變?yōu)橹C振過電壓。諧振過電壓與普通電壓相比，其定值比普通電壓高很多，這就導致了變電器的絕緣性收到影響。絕緣性的減弱可能會造成變電器被擊穿，引發(fā)嚴重的后果。

2.2 10kV配電線路單相接地故障對供電穩(wěn)定的影響

在10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，電力系統(tǒng)在進行替換電網(wǎng)的選擇過程中，需要短暫的對沒有產(chǎn)生故障的電路進行供電限制，這為用電居民正常的生活帶來了極大的不便。不僅不如，產(chǎn)生故障本身的配電網(wǎng)絡也會癱瘓，導致大規(guī)模的停電事故，并且在對電網(wǎng)進行維修的時候，只要故障沒有完成被找出并解決，這個用電網(wǎng)絡下所有的覆蓋區(qū)域?qū)⒗^續(xù)停電，這嚴重影響了人們的日常生活。

2.3 10kV配電線路單相接地故障對線損的影響

在10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，不僅負荷電流會增大，供應電壓的變化也會出現(xiàn)異常。一旦負荷電流超越了配電線路本身的負荷，配電線路將不得對外不放出一部分電流，這不僅對相線造成非常不必要的消耗，對中性線也會造成十分惡劣的影響，大大增加了配電線路的線損程度。

3 10kV配電線路單相接地故障的預防及處理方法

3.1 10kV配電線路單相接地故障的預防方法

為了能夠有效的防止10kV配電線路單相接地故障的發(fā)生，就需要對配電線路進行定期的檢修工作，及時發(fā)現(xiàn)配點線路中存在的安全隱患并針對性的清除。在進行檢修工作時要注意盡可能的節(jié)省檢修時間，確保檢驗工作的高質(zhì)量。除此之外，在春天和秋天兩個季節(jié)，要組織好配電線路障礙的清除工作，對配點線路進行大規(guī)模的清理，包括擦拭線路清理灰塵以及日常的維護，盡可能的減少配電線路自動放電的情況。在進行10kV配電線路的故障預防工作時，具體要遵循以下兩方面做法：

首先，定期的對10kV配電線路進行徹底的修檢，在修檢時一定要重點控制好配電線路與周圍建筑等距離，一些重要的配件如拉線螺栓、固定螺絲等等都要調(diào)節(jié)成最適宜的松緊程度，堅決避免出現(xiàn)螺絲松動甚至脫落的現(xiàn)象；

其次，檢修工作中所用到的各種配電零件如避雷針。防斷電熔絲等，一定要確定其是否處于絕緣狀態(tài)。早按時對10kV配電線路的配電設備進行修理和檢測時，要選取高質(zhì)量的產(chǎn)品，其中存在的一些已經(jīng)出現(xiàn)破損的或是沒有達到標準的零件一定要及時換掉。

3.2 10kV配電線路單相接地故障的處理方法

在10kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障后，電網(wǎng)內(nèi)部的相關工作人員首先要做的就是對發(fā)生故障的配電線路停止電的傳輸，并且以最快的速度趕往事故現(xiàn)場，對出現(xiàn)故障的配電線路進行實際的檢查，認真的分析出現(xiàn)故障的原因。在探究故障的成因時，具體可以采用逐一排除的方法，將原因依次找出，然后將故障徹底的解決。在故障問題實在得不到解決的情況下，就要對出現(xiàn)單相接地故障的配電線路進行供電，假設供電成功，就說明了單相接地故障并不是由于線路本身的原因引起的；假設供電不成功，就需要對配電線路進行進一步的檢查，直到找出問題的實際所在。

4 配電變壓器的雷害的原因具體防雷對策

導致10kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障的原因除了上述幾點外，雷害也是不容忽視的重要因素。雷害能夠?qū)е屡潆娮儔浩鞯氖軗p，進而使整個配電線路出現(xiàn)故障。

4.1 配電變壓器的安裝位置不合理，易遭雷擊

通常情況下，地勢越高，海拔越高的地方會容易受到雷害的威脅。每到雷雨天，山區(qū)地段的配電變壓器都面臨著非常大的壓力，因為其很容易遭受雷擊或是一些感應性的放電事故。因此，在選取山區(qū)地區(qū)配電變壓器的安裝位置時就需要考慮非常多的因素。不但要對整個配電網(wǎng)絡的負荷平衡情況作出考慮，也要結合交通條件進行考量，便利的交通能夠減少配電電壓器的安裝和維修面臨的阻礙。同時需要切記的是，一定不能把配電變壓器安裝在最近的制高點，以此避免電量的聚集帶來了雷電災害。

4.2 接地極接地電阻阻值過大，造成雷擊

在進行接地裝置避雷設備的安裝時，要求對配電變壓器的電阻進行降低處理，此外，還要對配電線路中地面接觸的部位進行深埋，不然接地的電阻極有可能達不到相關的技術標準，一定程度上可能引起單相接地事故的發(fā)生。而且由于很長一段時間沒有對接地設備進行定期的保養(yǎng)和修理，也會埋下許多安全隱患問題。當雷電的電流穿過避雷設備并且沿著接地的配電線路對外釋放時，雷電電流的電阻會變的非常大，此時強力的雷電電流其中一部分電流會不得不向配電變壓器或是配電線路的方向進行釋放，造成配電變壓器的破損。

從規(guī)定上來看，容量為100kV·A及以上的配電變壓器在接地時的電阻阻值最大為4Ω，配電變壓器的低電壓及側電壓每一路與中性線的對接點最少為3個，并且這些接點在接地配電線路中的電阻值最大為10Ω；而容量在100kV·A以下的配電變壓器在進行接地配電線路的鏈接時，電阻值不能超過10Ω，每段線路中出線及中性線的重復接點至少要有3分，并且這些接點在接地配電線路中電阻值最大為30Ω。

4.3 避雷器沒有進行交接試驗或破損后發(fā)現(xiàn)不及時

避雷設備沒有很好的進行交接試驗或是受到損壞后并沒有被及時的發(fā)現(xiàn)，都容易導致配電變壓器遭受雷擊，從而導致配電變壓器的損壞。因此，進行避雷設備的安裝之前，首要任務就是一定要對避雷設備的銘牌進行認真的核對，主要是核對避雷設備的規(guī)格與待安裝地點的具體要求是否完全吻合。與此同時，還需要對避雷設備進行嚴格的交接實驗，目的是為了檢驗避雷設備的功能是否嚴格的符合配電線路保護設備的出廠保準及電力設備使用的相關法律法規(guī)，并確認避雷器內(nèi)部的個零件是否完好無損，檢查其瓷絕緣是否有破損現(xiàn)象。

避雷設備安裝完成后，要根據(jù)相關的安裝規(guī)定進行嚴格的檢驗。首先要檢查避雷設備的上端是否連接著相線，以及避雷設備的下端是否三相短路并且嚴密的接地。注意避雷設備的間距是否符合配電線路的基本設計相關的安裝規(guī)定。并且，要對安裝完成的避雷器進行定時的檢查和維修，主要檢測瓷套管是否完好無損、避雷設備的表面是否有閃絡的現(xiàn)象以及引線連接及接地是否無誤等。在每年的雨季到來之前，一定要做好避雷設備的事故預防實驗，經(jīng)過反復的檢查和修理確認避雷設備的可用性，對嚴重不達標的避雷設備進行替換。

4.4 避雷器的接地引下線不符合規(guī)程要求，雷電電流難以泄入地下

當前階段，避雷器的接地引下線還是存在著許多不符合標準的因素的。其中，一些避雷設備的接地引下線不能夠按照規(guī)定的要求正確的進行安裝，而只是采取非常簡陋的安裝方式，過不了多長時間捆綁的部分就會發(fā)生松脫的現(xiàn)象；還有一些避雷設備的接地引下線在外部力量的作用下，出現(xiàn)破損甚至撕裂、丟失；還有一些避雷設備的接地引下線連結的時候接點并不是很堅固，表面是看是連接的很好，實際上只是虛接起來。

在雷害頻發(fā)的季節(jié)，避雷器一旦開始做工，在強力的瞬間雷電電流的擊打下，避雷器的接地引下線中不符合連接標準的接點很快就會被電流燒斷，導致電流并不能及時釋放到地面中去，此時避雷設備的安裝形同虛設。

4.5 正、反變換過電壓的產(chǎn)生損壞配電變壓器

通常的10kV配電變壓器中都有自身攜帶的避雷裝置，但是由于一些低電壓或是側電壓的線路沒有安裝避雷設備或是相應的電路保險，抑或安裝的屁類設備或是線路保險沒有得到良好的應用等問題，導致避雷工作并沒有形成穩(wěn)定的配套體系。在這種配置環(huán)境下，配電變壓器極易出現(xiàn)過電壓變換頻繁的狀況。

其中正變換過電壓的情況為10kV配電電壓器低壓或是側壓系統(tǒng)遇到雷害時，配電變壓器通過二次繞組的電流沖擊產(chǎn)生的感應電流趨勢，將配電壓力器變壓為25倍的電壓作用于高壓電阻之上，瞬間高壓線路就能夠達到200k，這完全超過了低壓側壓繞組范圍內(nèi)能夠接受的75kV的沖擊。此時因此配電變壓器的中性點整體絕緣程度不高，非常容易引發(fā)高電壓側電阻繞行的絕緣擊穿電路故障。與此同時，因為雷害電流的強大沖擊力能夠通過低壓側壓繞阻的形式侵入配電變壓器線路內(nèi)部，也極有可能對家用電器造成破壞。

5 結語

綜上所述，本文對10kV配電線路單相接地故障的研究以及對其配電變壓器防雷措施的探討，希望廣大相關工作者能夠總結經(jīng)驗，并且不斷的采取更好的措施加以防范，以保證供電的安全可靠性。

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