司徒舒鵬

摘 要：配電線路在電力輸送輸送過程中發(fā)揮著重要作用，直接影響著電力輸送的安全性與穩(wěn)定性。在配電線路運行中，高壓線路單相接地是較為常見的故障，這種故障不僅會危害到人身和設(shè)備的安全，還會影響到供電的可靠性。因此，應(yīng)仔細分析配電線路單線接地故障出現(xiàn)的原因，提出相應(yīng)的解決辦法和預(yù)防措施，盡可能的減少和避免單相接地故障的發(fā)生，為配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供保障。本文介紹了配電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)單向接地故障的危害，同時對單向接地故障的處理技術(shù)進行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電線路；單相接地故障；處理技術(shù)

在配電網(wǎng)運行過程中，單相接地故障的發(fā)生幾率最高，占總故障率的80%左右。按照我國電力系統(tǒng)的規(guī)程規(guī)定，單相接地故障發(fā)生后，小電流接地系統(tǒng)可以帶故障運行l(wèi)～2小時，這樣可以提高供電的可靠性和持續(xù)性。發(fā)生單相接地故障時，系統(tǒng)的線電壓依然對稱，再加上短路電流不大，對負荷的連續(xù)供電也不產(chǎn)生影響，因此，沒有必要立即開啟保護裝置。此外，電網(wǎng)具有一定的補償作用，發(fā)生瞬時故障時，消弧線圈的電感電流能夠?qū)拥仉娙蓦娏鬟M行補償，可以自行熄滅接地電弧，這樣就大大提高了供電的持續(xù)性和可靠性。但是，如果系統(tǒng)長時間帶故障運行會使故障進一步擴大，由一點擴大成兩點甚至是多點接地故障。而且，電弧接地故障會產(chǎn)生較高的過電壓，會嚴重威脅到電網(wǎng)的安全，因此，一旦出現(xiàn)接地故障應(yīng)盡快找到故障地點，及時排除故障。

一、出現(xiàn)單相接地故障的危害

1.對設(shè)備、人、畜的危害。在運行過程中發(fā)生單相接地故障后，10kV母線上的電壓互感器會檢測到零序電流，從而在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓。這樣一來，電壓互感器鐵芯就會發(fā)生飽和，在一定程度上增加了勵磁電流。達到一定的運行時間之后，就有可能燒毀電壓互感器，從而使設(shè)備發(fā)生損壞，造成大面積的停電事故。另外，發(fā)生單相接地故障后，也可使諧振過電壓達到正常相電壓的好幾倍，從而危害到變電設(shè)備的絕緣，情況嚴重的時候還可能擊穿變電設(shè)備絕緣，釀成更大的事故。與此同時，過電壓還會進一步擊穿線路上的絕緣子絕緣，發(fā)生嚴重的短路事故，還有可能燒毀配電變壓器、避雷器及熔斷器，甚至還會發(fā)生火災(zāi)。嚴重的單相接地故障還會對區(qū)域電網(wǎng)產(chǎn)生危害，使區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而造成更大的事故。如果是導線接地這類故障，當接地配電線路仍在運行的時候，就可能危害到線路巡視人員和行人的安全，引發(fā)觸電事故，還有可能發(fā)生牲畜觸電傷亡事故。

2.降低供電的可靠性。單相接地故障發(fā)生后，為了應(yīng)對這種情況，不僅要進行人工選線，對正常運行的配電線路要進行停電，停止供電，而且發(fā)生單相接地的配電線路還會停運。在查找和消除故障的過程中，用戶的正常用電就得不到保障，尤其是在雷雨、夜間、地形復雜及莊稼生長期發(fā)生故障時，會給查找和消除故障帶來很大的難度，這樣就會導致大面積、長時間的停電，直接影響到供電的可靠性。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于單相接地故障的影響，一個縣級市每年至少會少供電十幾萬千瓦時，不僅會影響到供電企業(yè)的供電量指標，而且還會影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.增加線損。單相接地故障發(fā)生后，由于接地相對大地放電，從而損耗了大量的電能。如果按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定繼續(xù)運行1～2h，將會造成更大的電能損耗。

二、單相接地故障的判斷及處理

1.分析與判斷。在配電線路的運行過程中，由于多種因素的影響，難免會出現(xiàn)一些故障。因此，一旦出現(xiàn)故障，首先應(yīng)進行分析和判斷，然后再進行有針對性的處理，從而最大限度的降低損失。發(fā)生單相接地故障的時候應(yīng)參照以下方面進行判斷：第一，如果一相電壓降至零，其它兩相電壓增大到端電壓，出現(xiàn)接地信號，這就是完全接地的情形；如果一相電壓降低但大于零，其它兩相的電壓增大但低于端電壓，出現(xiàn)接地信號，這就是不完全接地的情形；第二，如果一相電壓降低但大于零，其它兩相的電壓增大到端電壓，出現(xiàn)接地信號，這就屬于間歇性電弧接地的情形；第三，一相電壓降至零，其它兩相的電壓不變，出現(xiàn)接地信號，這就表示互感器的二次熔斷件其中一相發(fā)生了熔斷；第四，如果一相電壓降低但大于零，其它兩相的電壓沒有增大，出現(xiàn)接地信號，這就表示互感器的一次熔斷件其中一相發(fā)生了熔斷；第五，如果一相電壓降低但大于零，其它兩相的電壓增大到端電壓以上，或兩相的電壓降低但大于零，同時一相電壓增大；三相對地電壓同時增大并大大超出端電壓。出現(xiàn)接地信號，這就是并聯(lián)鐵磁諧振的情形；第六，端電壓或三相相電壓均遠遠超出額定值，這就是串聯(lián)鐵磁諧振的情形。

2.處理方法

（1）預(yù)防措施。主要有以下預(yù)防措施：第一，定期對配電線路進行巡視，對導線對接處線夾的溫度進行測量，看其是否正常。對變壓器等設(shè)備的運行環(huán)境進行檢查看其是否符合要求，看導線與建筑物、樹木的距離是否符合要求，導線綁扎是否牢固，安裝拉線絕緣子時是否符合要求，導線交叉跨越的距離是否符合相關(guān)規(guī)定等；第二，定期對配電線路上的變壓器、避雷器、開關(guān)等相關(guān)設(shè)備進行預(yù)防性測試，如果不合格應(yīng)及時進行修理或更換；及時處理平時運行中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷；第三，加裝分段開關(guān)及支線開關(guān)，有利于快速查找配電線路的故障點，進一步縮小故障范圍，減少停電的時間和面積，也能大大提高故障維修的效率；第四，有條件的單位或地區(qū)可使用高一電壓等級的絕緣子，從而提高配電網(wǎng)的絕緣強度。

（2）發(fā)生單相接地故障之后的處理方法。發(fā)生單相接地故障時，主要的處理方法有經(jīng)驗判斷法、推拉法、線路絕緣搖測法，現(xiàn)介紹如下：

①經(jīng)驗判斷法。通常情況下，在接到變電所線路單相接地故障通知后，運行維護單位會直接組織運行維護人員對線路進行全面巡視，以查找故障點。如果無法確認明顯故障點，則需要依靠運行維護人員的經(jīng)驗對線路故障可能存在的點進行分析和判斷，主要包括以下幾個方面：了解設(shè)備的歷史運行情況，對可能引起線路單相接地的點進行分析和判斷，之后再去現(xiàn)場進行確認并處理，然后再試送電。這種判斷方面具有一定的局限性：第一，經(jīng)驗判斷法對單位的要求較高。日常管理基礎(chǔ)資料不僅要詳實準確，還要能實現(xiàn)動態(tài)管理。同時，對運行維護人員的要求也很高。比如運行維護人員要熟悉線路環(huán)境以及設(shè)備等情況，這是進行經(jīng)驗判斷的基礎(chǔ)；第二，由于夜晚的光線不是很好，發(fā)生接地故障的時候，特別是不完全接地時，給查找故障點帶來了很大難度；第三，遇到一些特殊的情況時，經(jīng)驗判斷法難以發(fā)揮作用。

②推拉法。這種方法是指運行維護人員通過對線路分段開關(guān)進行開斷操作，并與變電所隨時保持聯(lián)系，以操作前后線路接地是否消失來確定接地點的所在范圍。

③線路絕緣搖測法。在分段、分支開關(guān)較多，需要盡快恢復送電，故障點難以查找的線路上使用線路絕緣搖測法比較合適，特別是在電纜線路上這種方法尤為實用。線路絕緣搖測可用2500伏兆歐表或萬用表對每相線的絕緣電阻進行測量。在實施線路絕緣搖測法之前，首先要對無向試驗線路倒送電及產(chǎn)生感應(yīng)電的可能性進行分析。在線路分段分別對兩側(cè)的絕緣電阻值進行搖測，然后比較搖測點兩側(cè)的絕緣值，故障段應(yīng)在較低的一側(cè)。這種方法不僅可以監(jiān)測線路的絕緣水平，對線路絕緣情況進行總體的把握，還能查找出傳統(tǒng)處理方法查找不出來的線路接地故障。使用這種方法查找故障段大約可將故障范圍縮小1/2，查找5次就能將故障范圍縮小到線路總長的1/32長度，大大提高了查找故障點的效率。在查找線路接地故障的時候，對故障段的故障相進行判斷之前，必須要保證配電變壓器和電容器應(yīng)均被可行斷開，否則，分別搖測的三相絕緣值往往只是三相相通的絕緣值，并不是真正的單相絕緣值。如果是架空線路，搖測絕緣電阻的時候如果是在晴天，經(jīng)驗值>100mΩ時為合格，如果在搖測中沒有拉開配電變壓器，則經(jīng)驗值>50mΩ為合格；若測試中沒有拉開配電變壓器絲具，則低于30MΩ為不合格。電纜線路發(fā)生斷芯故障的時候，應(yīng)將電纜線終端的三根相線與中性線并接起來，在線路首端用萬用表對相線與中性線之間和每兩相線之間的電阻進行分別測量。電阻值不大則說明電路是完好的；反之，如果電阻值過大，甚至高達數(shù)千歐，則表示電路有斷芯處；如果三相對中性線的電阻都很大，而三相之間的電阻較小，則中性線必有斷芯處。

三、發(fā)揮新技術(shù)和新設(shè)備的作用

在配電線路的運行和維護過程中，要積極發(fā)揮新技術(shù)和新設(shè)備的作用，這樣才能減少線路故障，確保線路穩(wěn)定運行?，F(xiàn)對具有代表性的新技術(shù)或新設(shè)備進行簡單的介紹：第一，小電流接地自動選線裝置。這種裝置可以對發(fā)生單相接地故障的線路進行自動選擇，同時還具有準確率高、時間短的特點，可提高非故障線路供電的穩(wěn)定性。第二，單相接地故障檢測系統(tǒng)。可在變電站的配電出線出口處加裝信號源，在配電線路上加裝單相接地故障指示器，對故障區(qū)段進行指示。配電線路上發(fā)生單相接地故障后，可按照指示器的顏色變化確定故障范圍，從而及時查到故障點。第三，防爆自動脫離型過電壓保護器。目前，在配電線路和變臺上防爆自動脫離型過電壓保護器已逐漸替代了原金屬氧化物避雷器和FS—lO閥型避雷器，這種保護器設(shè)備具有放電效果好、絕緣擊穿率低、耐多重雷擊、運行穩(wěn)定、能夠?qū)崿F(xiàn)可靠脫落、安全性高、殘壓低、響應(yīng)時間快、通流容量大、陡坡特性平坦等諸多優(yōu)點。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟水平和電力技術(shù)的高速發(fā)展，針對接地故障的問題人們采取了多種裝置和系統(tǒng)來進行處理，比如接地自動選線裝置和快速的故障檢測系統(tǒng)等。這些新型設(shè)備在某些方面具有很明顯的優(yōu)勢，但仍然存在一定的局限性。因此，采取人為的手段對單相接地故障的預(yù)防和整治是必不可少的。相信隨著科技的進步和管理手段的進一步完善，配電線路運行過程中的單相接地故障可以得到很好的解決，供電企業(yè)的供電質(zhì)量和經(jīng)濟效益也能得到很好的保障。

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