梁偉聰

摘要：?jiǎn)蜗嘟拥厥?0kV配電網(wǎng)常見故障，由于目前普遍采用中性點(diǎn)非有效接地方式，雖然減少了故障停電時(shí)間，但故障準(zhǔn)確選線不太容易。文章針對(duì)這種技術(shù)特點(diǎn)分析了單相接地故障的成因，探討了有效預(yù)防與處理的措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；單相接地；故障處理

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）35-0125-02

單相接地故障是配電網(wǎng)最常見的故障之一，據(jù)介紹由單相接地或母線故障引起的停電事故率達(dá)到70%。一旦發(fā)生接地故障將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)以及人員造成危害。配電線路母線上的電壓互感器可能因有害的零序電流而燒毀，配電設(shè)備會(huì)由于間歇性的弧光接地以致諧振過電壓而損壞，導(dǎo)線落地未及時(shí)停運(yùn)線路也會(huì)對(duì)過往行人及巡視人員的人身安全構(gòu)成巨大威脅。所以，快速、有效地解決單相接地故障成為保證配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。引起單相接地的原因和“癥狀”多種多樣，有些故障表現(xiàn)得非常隱蔽，這給巡查、處理帶來相當(dāng)難度，因此通過對(duì)單相接地故障的分析可以更好地判明原因，并有助于故障的處理和解決。本文從分析10kV配電網(wǎng)單相接地故障成因入手，探討了預(yù)防和處理措施。

1 110kV配電網(wǎng)接地保護(hù)方式與單相接地故障成因

1.1 接地保護(hù)方式

目前，配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地主要采用中性點(diǎn)有效接地與中性點(diǎn)非有效接地兩種方式。10kV配電網(wǎng)通常采用中性點(diǎn)非有效接地方式，這種接地方式也稱為小電流接地方式，在發(fā)生單相接地后允許不立即跳閘，因而在保障供電可靠性方面優(yōu)勢(shì)明顯。而中性點(diǎn)有效接地方式發(fā)生單相接地時(shí)會(huì)立即跳閘，雖然有利于線路安全，但也引起了停電事故。

中性點(diǎn)非有效接地包括中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)諧振接地（經(jīng)消弧線圈接地）、經(jīng)高電阻接地等方式。以中性點(diǎn)不接地方式為例，只要不發(fā)生永久性的單相接地短路故障，可以帶故障運(yùn)行0.5～2h。但如果發(fā)生了間歇性弧光接地，它引起的諧振過電壓可以達(dá)到相電壓的2.5～3倍，這足以導(dǎo)致非接地相絕緣擊穿并形成相間短路。如果接地故障繼續(xù)發(fā)展至穩(wěn)定性弧光階段，則其產(chǎn)生的高熱極易燒毀設(shè)備。而且在持續(xù)接地狀態(tài)下，非接地相絕緣加速老化，也很容易演變?yōu)閮牲c(diǎn)甚至多點(diǎn)對(duì)地短路，引起更嚴(yán)重的事故。因此，中性點(diǎn)非有效接地方式迅速判明故障并消除故障是確保線路、設(shè)備安全的前提。

1.2 單相接地故障成因

引起10kV配電網(wǎng)單相接地的原因很多，一部分是自然原因，如雷擊斷線或避雷器被擊穿，配變高壓引下線被小動(dòng)物破壞，樹枝、塑料袋等漂浮物被風(fēng)帶到線路上等；但更多的是維護(hù)不到位或人為破壞所致，如導(dǎo)線在絕緣子上綁扎不牢而致落地或搭在橫擔(dān)上，鳥類筑巢長(zhǎng)時(shí)間未得到清理，沿線路通道樹枝、藤蔓未及時(shí)裁剪，絕緣子臟污、破裂沒有及時(shí)清理、更換，汽車誤撞、工程施工誤傷、風(fēng)箏掛線、砍伐樹木誤碰導(dǎo)線等等。在上述各種原因中絕緣子擊穿、導(dǎo)線斷線、樹木搭接引發(fā)了80%以上的單相接地故障。

2 10kV配電網(wǎng)單相接地故障預(yù)防與處理措施

2.1 單相接地故障預(yù)防措施

對(duì)于引發(fā)單相接地故障的原因，大部分可以通過采取預(yù)防措施進(jìn)行避免或減少故障發(fā)生率，具體措施如下：（1）加強(qiáng)線路巡視和清理通道。檢查導(dǎo)線與樹木、建筑之間的距離是否安全，查看桿頂、橫擔(dān)之上是否有鳥巢、異物，檢查導(dǎo)線在絕緣子上的綁扎是否牢固、絕緣子是否有臟污破損、導(dǎo)線垂弧是否太大等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，保證通道暢通和線路安全。（2）定期測(cè)試線路中絕緣子、避雷器、分支熔斷器等設(shè)施的絕緣性能，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)消除，維修或更換不合格的設(shè)施。（3）對(duì)容易發(fā)生故障的線路設(shè)備進(jìn)行改造，如絕緣子采用耐臟污性能好耐壓等級(jí)更高的絕緣子，避雷器采用金屬氧化物避雷器，配電線路加裝熔斷器、分支斷路器，檢修或更換不合格的配變等。

2.2 單相接地故障定位與選線方法

10kV配電網(wǎng)采用中性點(diǎn)非有效接地方式，發(fā)生單相接地故障后只有及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障分支及故障點(diǎn)，才能迅速排出故障，但在不影響供電可靠性的前提下正確地定位和選線一直是電力領(lǐng)域尚未完全解決的難題。實(shí)際運(yùn)行中的正確選線率只有20%～30%，最理想情況下也只能達(dá)到70%～90%。這是小電流接地方式故障特征不明顯，兼之負(fù)荷諧波干擾與選線方法不完美等多種因素綜合影響所致。傳統(tǒng)的方法是通過逐條線路拉閘停電來選線，雖然準(zhǔn)確率高，但在城市配電網(wǎng)日趨復(fù)雜的現(xiàn)狀下，采用這種方法不僅耗時(shí)多，供電影響范圍大，而且根本無(wú)法適應(yīng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的要求。所以，開發(fā)自動(dòng)選線裝置并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)是解決這一問題的主要出路。

目前，采用的選線方法主要有以下三類：（1）基于單一判據(jù)的方法，包括基于穩(wěn)態(tài)分量的方法、基于暫態(tài)分量的方法以及基于注入信號(hào)的方法等，每一種根據(jù)信號(hào)分量的不同，又可細(xì)分多種方法，如基于穩(wěn)態(tài)分量的方法包括零序電流基波比幅比相法、零序電流諧波法、負(fù)序電流法等。（2）融合多判據(jù)選線方法，如Kalman濾波法、Bayes估計(jì)法、D-S證據(jù)推理法、專家系統(tǒng)推理法、聚類分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、粗糙集理論等。（3）基于圖像、統(tǒng)計(jì)、形態(tài)等學(xué)科的方法，如基于聚類算法的方法、基于相關(guān)分析的方法、基于形態(tài)學(xué)的方法等。

但是，自動(dòng)選線裝置難以適應(yīng)各種情況，而且也存在誤判的可能，因此很多時(shí)候仍然需要通過經(jīng)驗(yàn)、分?jǐn)?、絕緣搖測(cè)等傳統(tǒng)方法進(jìn)行確定。經(jīng)驗(yàn)判斷要能夠發(fā)揮作用，必須靠平時(shí)勤于維護(hù)和積累資料，所謂“養(yǎng)兵千日，用在一時(shí)”，只有對(duì)各條線路了如指掌，對(duì)其“脾氣秉性”心知肚明，才能準(zhǔn)確判斷接地點(diǎn)。如對(duì)線路不熟悉或故障不明顯，則應(yīng)逐桿巡查。采用搖表測(cè)量線路的絕緣電阻以判斷是否存在接地故障，這種方法是最后的也是最準(zhǔn)確的方法。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，10kV配電網(wǎng)絕緣子絕緣不良引起的接地故障次數(shù)與偶然原因引起的接地故障次數(shù)比例大概為7∶1，說明在排查單相接地故障時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查絕緣子的絕緣性能。另外，在線路節(jié)點(diǎn)如配變出口及線路始端、中部、分支處裝設(shè)單相接地故障指示器，利用信號(hào)顏色判斷故障點(diǎn)也是簡(jiǎn)便易行的方法。

2.3 故障處理措施

對(duì)于單相接地故障的處理，檢修人員應(yīng)在調(diào)度人員的指揮配合下開展排查，一旦確定故障點(diǎn)，首先應(yīng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，再斷開開關(guān)隔離故障，然后把故障側(cè)設(shè)備閘刀開關(guān)依次拉下。經(jīng)匯報(bào)請(qǐng)示批準(zhǔn)后，開展故障設(shè)備的檢修工作。如果故障點(diǎn)發(fā)生在母線上不能隔離，則需要采取停電檢修方式。

檢查和處理接地故障，安全方面的措施必須保證。發(fā)生接地故障時(shí)，在室內(nèi)距故障點(diǎn)4m范圍內(nèi)，室外距故障點(diǎn)8m范圍內(nèi)，都不允許任何未穿戴保護(hù)服裝的人員進(jìn)入。如需進(jìn)入故障范圍檢查，必須穿上絕緣服，戴上絕緣手套，并使用專用工器具。不停電接地運(yùn)行時(shí)，必須密切監(jiān)視設(shè)備狀況，防止故障擴(kuò)大燒毀設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

提高供電可靠性與降低配電網(wǎng)單相接地故障率都是電力部門努力的方向，由于單相接地故障準(zhǔn)確選線是國(guó)際性難題，短期內(nèi)不大可能有完美的解決方案，在維修實(shí)踐中仍然需要仰仗一些傳統(tǒng)的方法，因此在維修工作中需要不斷總結(jié)和提高，以達(dá)到縮短故障時(shí)間，盡快恢復(fù)供電的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊婷婷，曾祥君，王媛媛，等.非有效接地電網(wǎng)單相

接地故障選線技術(shù)綜述[J].電氣技術(shù)，2013，

（5）：1-6.

[2] 王亞平，任小虎.10kV配電網(wǎng)單相接地故障成因與排

除方法分析[J].廣東科技，2013，（10）：45、59.

[3] 馬云飛，閏小鵬，閏小飛.10kV配電線路單相接地故

障研究[J].科技資訊，2012，（32）：93.

[4] 林文，程志兵.10kV線路單相接地故障[J].農(nóng)村電氣

化，2011，（7）：22-23.