翟潤強(qiáng)

摘 要：配電網(wǎng)接地故障嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行。在接地故障發(fā)生之后，如果不能及時(shí)處理，將對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的損害，對(duì)人們生活、生產(chǎn)用電都造成較大影響，對(duì)人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，需要對(duì)配電網(wǎng)接地故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析，才能有針對(duì)性地采取相應(yīng)的處理方法，及時(shí)排除故障。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；接地；故障；原因；處理方法

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）03-0130-02

Abstract： The grounding fault of distribution network seriously affects the safe and reliable operation of power network. After the ground fault occurs， if it can not be dealt with in time， it will cause serious damage to the power grid， thus having a greater impact on people's lives， production and electricity consumption， and posing a serious threat to personal safety. Therefore， the distribution network grounding fault causes need to be carefully analyzed， in order to take appropriate treatment methods for timely troubleshooting.

Keywords： distribution network； grounding； fault； cause； processing method

配電網(wǎng)是由多種配電設(shè)備（或元件）以及相關(guān)的配電設(shè)施共同組成，從而實(shí)現(xiàn)變換電壓和向終端用戶直接分配電能的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有重要的意義。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，我國電力系統(tǒng)運(yùn)行中，其中中壓配電網(wǎng)發(fā)生觸電事故最多，每年有2000多起，導(dǎo)致死亡人數(shù)近1000人。而且中壓配電網(wǎng)在接地故障后，如果不能及時(shí)排除故障，極易導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電，給人們正常的生活和生產(chǎn)帶來巨大影響，有的甚至導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失。再者，配電接地系統(tǒng)的安全運(yùn)運(yùn)行，對(duì)于保障人民群眾人身安全、提高供電可靠性的具有重要意義。因此，電力工作者必須不斷提高自身技術(shù)技能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取有效的措施排除故障，才能確保配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 配電網(wǎng)接地技術(shù)現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活和生產(chǎn)用電量也不斷攀升，對(duì)電力電能的依賴也越來越強(qiáng)。針對(duì)此種情況，近年來，電網(wǎng)公司也在不斷解決配電網(wǎng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)的發(fā)展與建設(shè)也進(jìn)入了新的時(shí)期。但配電網(wǎng)接地故障長期以來一直是配電網(wǎng)運(yùn)行過程發(fā)生率最高故障類型，對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成較大威脅，需要技術(shù)人員給予充分的關(guān)注。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)接地故障的處理面臨著小電流接地系統(tǒng)故障選線、高阻、弧光、斷線故障診斷與處理等多種難題，配電網(wǎng)接地故障處理成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。在我國電網(wǎng)建設(shè)中，中低壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式主要包括：大電流接地方式和小電流接地方式二種，二者中又以小電流接地方式最為普遍。隨著電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，在配電網(wǎng)開始采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的運(yùn)行方式，此外，也有一些配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地、經(jīng)消弧線圈并聯(lián)小電阻接地的運(yùn)行方式。從理論設(shè)計(jì)以及工作原理分析來看，小電流接地系統(tǒng)在一定程度對(duì)提高配電網(wǎng)供電的連續(xù)性有很好作用。然而，由于中低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，沿線樹枝和異物的隱患很突出。再者，設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量水平參次不齊，存在的絕緣薄弱點(diǎn)還有很多，單一的相接地故障發(fā)生后，也導(dǎo)致其他相電壓上升，最終出現(xiàn)兩相接地短路故障的發(fā)生。同時(shí)，接地故障點(diǎn)的排查技術(shù)應(yīng)用還存在不足，選段技術(shù)與接地選線技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果不十分明顯，仍采用分段試停、試?yán)€路等原始方法，對(duì)于非故障區(qū)域的用電戶影響較大，也導(dǎo)致故障排除效率低下，使得電網(wǎng)運(yùn)行可靠性受到影響[1]。

2 配電網(wǎng)接地故障原因分析

2.1 污閃

在10～35kV配電網(wǎng)絡(luò)中，最常見接地故障是由絕緣子污穢閃絡(luò)，最終導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)多點(diǎn)接地的故障現(xiàn)象。通過線路單相接地和引起跳閘的發(fā)生原因進(jìn)行分析也可以發(fā)現(xiàn)，線路絕緣子污穢放電是故障產(chǎn)生的主要原因，而且，在對(duì)10kV配電線路進(jìn)行巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)因表面長期積污而被放電燒傷的絕緣子存在數(shù)量較多，對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成極大的故障隱患。

2.2 弧光接地過電壓

在中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，常用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。如果在配電線路中出現(xiàn)單相接地時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致配網(wǎng)相電壓抬升至線電壓。在這種情況下，配電線路下方如有樹木，遇到大風(fēng)天氣，會(huì)出現(xiàn)間歇性地對(duì)導(dǎo)線形成放電，也常出現(xiàn)單相間歇性的對(duì)地閃絡(luò)現(xiàn)象，配網(wǎng)接地點(diǎn)會(huì)有瞬間的熄滅、重燃交替出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)交替變化，在電磁能發(fā)生激烈振蕩的過程中，故障相與健全相出現(xiàn)過電壓，故障相的最大過電壓為線電壓的2倍，而健全相的最大過電壓可達(dá)到線電壓的3.5倍。在如此高的電壓作用下，配電網(wǎng)薄弱部位極易出現(xiàn)絕緣破壞，最終導(dǎo)致?lián)舸?、短路或者危及電氣設(shè)備的事故發(fā)生[2]。

2.3 鐵磁諧振過電壓

隨著用電量的不斷增加，配電網(wǎng)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地電容越來越大，在網(wǎng)絡(luò)中因?yàn)榭蛰d變壓器的非線性電感與電磁式電壓互感器都存在有較大的非線性電感，其感抗總量遠(yuǎn)比容抗總量大得多。再者，電磁式電壓互感器通常采用一次線圈中性點(diǎn)直接接地，在遇到單相地、操作倒閘、雷擊等激發(fā)時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振，而此諧振產(chǎn)生過程中的過電壓可達(dá)到線電壓的3倍以上，極易導(dǎo)致避雷器爆炸、絕緣閃絡(luò)受損、電氣設(shè)備損壞燒毀等情況發(fā)生[3]。

2.4 單相接地導(dǎo)致相間短路

在6～10kV配電系統(tǒng)，變壓器所采用的接線方式多采用三角形接線，沒有安裝相應(yīng)消弧裝置，也沒有中性點(diǎn)引出。而隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，安裝的電纜數(shù)也不斷增加，配電網(wǎng)對(duì)地電容也在增加，在這種情況下，如果配電網(wǎng)中出現(xiàn)瞬間單相接地，其產(chǎn)生的電弧無法自行熄滅，如果電弧長度達(dá)到一定的數(shù)值，就會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)相間短路，誘發(fā)斷路器跳閘。

2.5 雷擊災(zāi)害

配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行區(qū)域比較廣，運(yùn)行環(huán)境也千差萬別，也極易因雷擊導(dǎo)致危害配電網(wǎng)運(yùn)行的事故發(fā)生。在這方面，不僅在防范直擊雷對(duì)配電網(wǎng)的影響，同時(shí)，也需要重視地閃、云閃形成感應(yīng)過電壓對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行造成的危害。還有配網(wǎng)防雷設(shè)施老化，耐雷水平和絕緣性能較低，都易導(dǎo)致因雷擊災(zāi)害導(dǎo)致接地故障，進(jìn)而危及電網(wǎng)安全運(yùn)行。

2.6 其他因素導(dǎo)致的接地故障

這方面的主要存在以下幾點(diǎn)需要充分重視：一是設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量存在問題，主要體現(xiàn)在其絕緣性能較低，絕緣子安裝前未逐片搖測絕緣和抽樣進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，絕緣爬距不夠，不能滿足相關(guān)技術(shù)要求。有的則是安裝不規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中存在較大故障隱患。二是運(yùn)行維護(hù)工作不到位，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的巡檢工作不認(rèn)真，沒有及早發(fā)現(xiàn)存在的問題，或者沒有按維護(hù)要求進(jìn)行輪換檢修，致使配電網(wǎng)運(yùn)行中存在缺陷。三是線路設(shè)計(jì)、布局不科學(xué)。有的則是因外部自然條件的變化，導(dǎo)致架設(shè)，交叉跨越距離不夠等。

3 配電網(wǎng)接地故障的防范處理措施

針對(duì)配電網(wǎng)接地故障發(fā)生的原因，電力工作者應(yīng)采取相應(yīng)的防范處理措施，才能保障供電的安全性、可靠性。結(jié)合對(duì)配電網(wǎng)接地故障發(fā)生的原因分析，需需要采取以下措施[4]：

3.1 強(qiáng)化防污閃工作

根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀況，依據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行區(qū)域的鹽密測試，依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果劃分污穢等級(jí)，尤其是對(duì)重污區(qū)應(yīng)做好線路絕緣檢測工作，必要時(shí)提升線路絕緣水平，增大外絕緣爬距，并留有充足裕度。

科學(xué)制定外絕緣的清掃周期，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理，提高配電線路絕緣水平，消除絕緣缺陷。

3.2 采取接地補(bǔ)償方法

通過對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流進(jìn)行測試測量，總結(jié)接地故障發(fā)生時(shí)電流值的變化，對(duì)于10kV系統(tǒng)中單相接地故障電流大于30A，3kV系統(tǒng)大于10A的，需要采取對(duì)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償方法，有條件的地區(qū)可安裝消弧線圈。易發(fā)生故障的三角形接線變壓器，可更換為接地變壓器，同時(shí)，消弧線圈容量應(yīng)與變壓器匹配。

3.3 消除鐵磁諧振

在電力系統(tǒng)中，常見的鐵磁諧振過電壓是內(nèi)部過電壓，這將極大地威脅電力系統(tǒng)發(fā)生后的安全運(yùn)行，這也是高壓熔斷器放電和電壓互感器燒毀的主要原因。消除配電網(wǎng)中鐵磁諧振方法，可以采用電磁式電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)不接地，也可以通過改變電感器和電容器的參數(shù)，使它們不具備匹配條件，并且不易引起共振；消耗共振能量，增加系統(tǒng)阻尼，抑制或消除共振；在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取不同的接地方法或在運(yùn)行期間采取臨時(shí)關(guān)閉措施等。有條件的地方，還也可直接安裝專用消諧器，降低故障發(fā)生率。新型微電腦諧波消除裝置，適用于35kV以下各種電壓等級(jí)，可快速消除鐵質(zhì)。磁共振，并給出報(bào)警信號(hào)，原理先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定可靠，屬于智能系統(tǒng)。對(duì)于抑制鐵磁諧振過壓，保護(hù)高壓熔斷器和變壓器免受損壞有很好的效果[5]。

3.4 重視防雷措施，強(qiáng)化維護(hù)工作

為了防止雷擊災(zāi)害對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，針對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備和線路應(yīng)科學(xué)采取相應(yīng)的避雷保護(hù)措施，通過金屬氧化物避雷器、避雷針、避雷線等加強(qiáng)對(duì)雷擊災(zāi)害的防護(hù)。定期對(duì)配電桿塔和避雷裝線進(jìn)行檢查、檢測，保證接地引下線牢固可靠，其中終端桿塔接地電阻應(yīng)≤4Ω，避雷針（網(wǎng)、帶）的接地電阻，應(yīng)≤10Ω。在定期巡檢工作中，如果發(fā)現(xiàn)接地引線斷裂損毀、接地體銹蝕老化、接地電阻阻值超標(biāo)等情況，必須及時(shí)消除，排除故障隱患。

4 結(jié)束語

在配電網(wǎng)安全運(yùn)行中，電力工作者應(yīng)了解不同接地方式的優(yōu)劣之處，熟悉掌握不同接地方式的工作原理和適應(yīng)范圍。為了降低接地故障對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，在日常工作中，針對(duì)配電網(wǎng)接地故障，也可以采取利用故障指示器來對(duì)故障進(jìn)行定位與選線，通過相關(guān)故障選線技術(shù)定位故障線路，結(jié)合用戶分界開關(guān)來判別和隔離故障，利用饋線自動(dòng)化系統(tǒng)迅速隔離故障并恢復(fù)健全區(qū)段供電等，提高對(duì)配電網(wǎng)接地故障的甄別，及時(shí)排除故障。也要不斷總結(jié)接地故障處理經(jīng)驗(yàn)，提高自身故障處理技能，進(jìn)一步保證配電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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