翟永康

摘要：目前，人們對10kV配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的要求有所提高，如果發(fā)生接地故障工作人員應(yīng)該及時進(jìn)行定位、處理，減少停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失。對此，筆者對10kV配電線路接地故障及其原因進(jìn)行分析，并闡述當(dāng)前10kV配電線路接地故障快速定位方法、選擇方式，以期為相關(guān)人員提供參考，實現(xiàn)對10kV配電線路接地故障的準(zhǔn)確定位，提高10kV配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路? 接地故障? 故障定位

我國10kV配電系統(tǒng)多采用小電流接地系統(tǒng)。然而，小電流接地系統(tǒng)的缺點(diǎn)是發(fā)生單相接地故障時，故障電流較小，增加了單相接地線路的判斷和故障點(diǎn)的定位難度。據(jù)統(tǒng)計，我國配電10kV線路中85%的故障是由小電流接地系統(tǒng)的單相接地引起的，包括暫態(tài)和永久性故障。為了保證配電系統(tǒng)的供電可靠性，需分析單相接地故障類型和原因，對接地線路進(jìn)行識別，對故障區(qū)域和故障點(diǎn)進(jìn)行定位。只有實現(xiàn)10kV線路的快速定位和故障自動隔離，才能縮短故障區(qū)域的停電時間，快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。

1. 10kV 配電線路接地故障概述

根據(jù)統(tǒng)計，該種系統(tǒng)在一年內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)達(dá) 24 次，單相故障接地的比例為百分之三十。研究表明，10kV 配電線路中發(fā)生單相接地故障概率高達(dá)百分之八十五。在 10kV 配電線路中，架空線路發(fā)生該種故障的可能性更大，因為架空線路長期暴露于室外，受到惡劣天氣環(huán)境的影響較大，所以更容易發(fā)生單相接地故障。單相接地故障的短路故障電流并不大，如果發(fā)生的故障為暫態(tài)性故障，那么 10kV 線路的三相電壓將會保持對稱，對相關(guān)的供電影響不大，能夠接著運(yùn)行一個小時左右，如果不及時處理該種故障，就會使得故障相對地的電壓升高，形成非故障地段的絕緣破壞，從而使各相間發(fā)生短路。如果 10kV 配電線路所發(fā)生的故障為永久性接地故障，那么所產(chǎn)生的故障電流時間就會相對較長，從而影響了變壓器與配電網(wǎng)的安全，綜上所述，一旦 10kV 配電線路發(fā)生故障時，必須實現(xiàn)快速定位與故障解決，進(jìn)而確保高壓設(shè)備的安全與供電的穩(wěn)定。

2. 10kV配電線路接地故障原因

引起單相故障接地的因素有很多，且故障電流較小、持續(xù)時間較短，增加了運(yùn)維人員對接地線路的判斷和故障點(diǎn)定位的難度。如何快速查找到故障點(diǎn)并及時處理，是單相接地故障發(fā)生后急需解決的問題。根據(jù)實際調(diào)研情況，本文對接地故障原因進(jìn)行了分析。

2.1自然因素

自然因素主要是指天氣變化的影響，如大風(fēng)、雨雪、雷雨等。當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)天氣時，發(fā)生單相接地故障的機(jī)率較大，可能導(dǎo)致10kV配電線路出現(xiàn)斷線、倒桿、樹木對線路放電等;當(dāng)出現(xiàn)大的雨雪天氣時，可能會因氣溫突然降低而出現(xiàn)瓷瓶、導(dǎo)線斷裂等;出現(xiàn)雷雨天氣時，可能會造成配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿、避雷器或熔斷器絕緣擊穿，導(dǎo)線上的分支熔斷器絕緣擊穿、絕緣子擊穿，配電變壓器高壓繞組單相接地等。

2.2外力因素

外力作用破壞，主要是指人為破壞問題。許多配電線路都是沿道路進(jìn)行布設(shè)的，在道路施工過程中，容易導(dǎo)致地下電纜或電桿受到破壞，進(jìn)而引發(fā)接地故障。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，市政施工項目越來越越多，因外力作用破壞引起的線路接地故障幾率也有所上升。此外，也存在人為惡意破壞、偷盜電纜設(shè)備等現(xiàn)象，都會引發(fā)接地故障問題。

2.3設(shè)備因素

由于線路的老化以及設(shè)備產(chǎn)生故障所造成的配電線路故障，設(shè)備的故障所指的是絕緣子被擊穿等等。隨著使用時間的增加，設(shè)備的絕緣層發(fā)生破壞，導(dǎo)電性增強(qiáng)可能會使設(shè)備發(fā)生損壞進(jìn)而影響設(shè)備的安全使用。

2.4設(shè)計缺陷

設(shè)計初期未考慮用電負(fù)荷分配問題，導(dǎo)致用電負(fù)荷和電源點(diǎn)分布不均衡，致使線路長時間處于過載運(yùn)行狀態(tài)，從而導(dǎo)致線路發(fā)熱、燒斷等，縮短了線路的使用壽命。

3. 10kV配電線路接地故障快速定位方法

在10kV配電線路接地故障的快速定位中，存在很多的技術(shù)與方法，主要包含：

3.1人工法

當(dāng)10kV配電線路發(fā)生接地故障以后，沒有可以采用的輔助定位方式，基本上會采用人工法進(jìn)行故障定位，這種方式就是人工巡線。具體來說，根據(jù)故障指示器所顯示的動作位置，工作人員對接地故障的位置進(jìn)行判斷，不過在現(xiàn)階段的工作中，因為10kV配電系統(tǒng)的規(guī)模在不斷增加，其中所包含的分支線路越來越多，加之該企業(yè)采用小電流接地系統(tǒng)，所以發(fā)生故障時指示器不能及時做出動作，影響定位的快速性、準(zhǔn)確性，使得該方法逐漸被淘汰。

3.2阻抗法

該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于涉及的原理簡單，所需資金較少，其缺點(diǎn)在于定位的準(zhǔn)確度較低，還需要中電阻的投切設(shè)備;當(dāng)故障電流增大時，會對熄弧造成影響，同時該種方法對于間歇性以及瞬時性的接地時無法進(jìn)行檢測的。

3.3信號注入法

該種方法的原理是當(dāng) 10kV 配電線路發(fā)生故障后，選用專用設(shè)備在母線的電壓互感器上注入具有特性的電流信號，然后對線路進(jìn)行檢測，通過信號的流通來選線，當(dāng)檢測到信號消失時，那么該點(diǎn)就是接地點(diǎn)。

3.4行波法

如果10kV配電線路發(fā)生接地故障以后，會出現(xiàn)行波現(xiàn)象，而行波法即對線路中的行波進(jìn)行檢測，通過檢測設(shè)備、故障點(diǎn)之間行波往返的時間，對具體的故障位置進(jìn)行判斷。

3.5故障的在線監(jiān)測系統(tǒng)

該種方法主要應(yīng)用于 10kV 的電網(wǎng)中，極大程度上改變了傳統(tǒng)的檢測方式。該方法的應(yīng)用主要分為三步，第一，對故障定位裝置進(jìn)行安裝，通常安裝在變電站的出線端，以便能夠?qū)﹄娐愤\(yùn)行的情況進(jìn)行了解，對發(fā)生故障的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。第二，將故障定位設(shè)備安裝于用戶設(shè)備附近，通過該種操作，可以對線路發(fā)生故障的原因進(jìn)行很好的判斷，來確定故障是由何方產(chǎn)生。第三，將故障定位系統(tǒng)安裝與分線路以及電纜運(yùn)維中，當(dāng)故障發(fā)生時，能夠?qū)λl(fā)生故障的線路進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，減少相關(guān)工作人員的維修難度，進(jìn)而提高整個線路運(yùn)行的效率。

4. 各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)

上述各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)十分明顯，本文就此進(jìn)行分析。（1）人工法：該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于成本十分低，所涉及的原理簡單易懂，其缺點(diǎn)在于定位不準(zhǔn)確以及定位十分困難，同時所需的勞動力較多，耗費(fèi)時間較長，對于當(dāng)前快速發(fā)展的 10kV 配電線路不匹配。（2）阻抗法：不僅原理簡單還不需要資金，但是定位的準(zhǔn)確性較低。（3）信號注入法：該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于所涉及的原理簡單，能夠精準(zhǔn)進(jìn)行故障的定位，其缺點(diǎn)是需要安裝相關(guān)的注入設(shè)備，需要投入大量的資金進(jìn)行購買，同時存在間歇性，當(dāng)所選接地的電阻較大時并不可靠而且若發(fā)生瞬時性的故障，該種方法是無法檢測出來的。（4）行波法：該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對故障的判斷比較準(zhǔn)確，所需要的原理也并不復(fù)雜，同時不會受到線路類型以及電阻的影響。其缺點(diǎn)在于通常會受到諸多因素的影響。（5）在線監(jiān)測系統(tǒng)：對系統(tǒng)實時監(jiān)控可以及時獲取系統(tǒng)該狀態(tài)，保證定位的準(zhǔn)確性，但是對工作人員的能力要求較高。在選擇過程中，不宜采用成本消耗較高的定位方法，同時工作人員的能力有待提升，所以將信號注入法、在線監(jiān)測系統(tǒng)排除。為了實現(xiàn)對10kV配電線路接地故障的快速定位，電力企業(yè)可以采用阻抗法、行波法的方式進(jìn)行分析，在保證最終效果準(zhǔn)確性的同時，還不需要較大的資金投資，工作人員可以輕松確定故障的位置，并及時進(jìn)行故障處理，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

5.結(jié)語

綜上所述，10kV配電線路接地故障的原因有很多，不同因素所產(chǎn)生的故障位置存在差異，要想實現(xiàn)快速定位就應(yīng)合理選擇定位方法。在實際應(yīng)用過程中，工作人員需要結(jié)合實際情況，對不同故障快速定位方式進(jìn)行比較、選擇，以此來保證定位當(dāng)時的合理性，提高10kV配電線路接地故障定位的準(zhǔn)確性、高效性，為檢修工作提供可靠的依據(jù)。因此，結(jié)合該文分析發(fā)現(xiàn)，文中所提及的幾種10kV配電線路接故障快速定位方式，具有較強(qiáng)的可行性。

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