贛州八五一臺(tái) 朱友林

我國(guó)電力系統(tǒng)接地最常見(jiàn)的解決方法主要是分割電網(wǎng)法、短時(shí)間阻斷法，基于這兩種最主要的接地故障處理方法。但是更棘手的問(wèn)題在于如果有系統(tǒng)同名接地并且相繼發(fā)生問(wèn)題，單是采用上述兩種方式是排除不了系統(tǒng)接地故障的。

1 客戶端接地故障概念

1.1 客戶端接地故障原因分析

接地故障主要是指相線、中性線等帶電導(dǎo)體與地間的短路，“地”是指電氣裝置設(shè)備內(nèi)與大地以及與大地有連接的外露導(dǎo)電的部分和裝置外導(dǎo)電部分。接地故障所引起的間接接觸電擊事故是最常見(jiàn)的電擊事故。接地故障所引起的對(duì)地電弧和電火花則是最常見(jiàn)的電氣短路的起火源頭。就引起的電氣災(zāi)害而言，接地故障遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一般的電力短路更加危險(xiǎn)，而對(duì)接地故障所引起的間接接觸電擊的防范措施遠(yuǎn)比直接接觸電擊防范措施要復(fù)雜一些。

根據(jù)10kV 母線配網(wǎng)線路運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，線路單相接地故障要占總故障的70%以上，而造成10kV 母線線路單線接地的原因有很多，歸納來(lái)說(shuō)主要包含氣候原因、線路通道、交跨原因、工程施工以及產(chǎn)品質(zhì)量、線路設(shè)備絕緣原因、外部因素破壞等。從我國(guó)多年的系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，發(fā)生單相接地最主要的原因是以下幾點(diǎn)：首先是線路通道破壞，如樹枝、毛竹或者遇到大風(fēng)大雪天氣使得單線接地；其次就是由于外力的破壞如砍樹、維修線路讓單相線掉落在地面上，從而導(dǎo)致了單線接地。還有就是與其他線路的交叉跨越距離不夠，在夏季或重負(fù)荷的時(shí)候線路馳度下降也會(huì)引起單相接地；最后就是因?yàn)楸┯晏鞖馑斐傻睦讚艋蛘咂渌蛟斐傻慕^緣部件或電氣設(shè)備單相接地。

中性點(diǎn)接地方式有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)直接接地三種單相接地類型。目前，10kV 母線配電網(wǎng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式普遍采用的是不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式（也被稱為小電流接地系統(tǒng)）[1]。中性點(diǎn)不接地三相系統(tǒng)中，在正常運(yùn)行過(guò)程中電網(wǎng)各相對(duì)地電壓是對(duì)稱的，其大小為相電壓。當(dāng)由于其絕緣受到一定的損壞時(shí)發(fā)生單相接地故障時(shí)，情況將發(fā)生明顯的變化。據(jù)接地情況不同可將其分為兩類：一類是完全接地（也被稱為金屬性接地，認(rèn)為接地處的電阻近似于零），另一類是不完全接地[2]。

1.2 10kV 母線出線客戶端接地故障的危害

我國(guó)因?yàn)殡姎夤收纤l(fā)的火災(zāi)次數(shù)和電氣火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失居于各種火災(zāi)的首位。另外根據(jù)世界各國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)因?yàn)殡姄羲劳龅娜藬?shù)與用電量相比名列前茅。根據(jù)調(diào)查得出因?yàn)榻拥毓收纤l(fā)的火災(zāi)和電擊死亡人數(shù)，高壓系統(tǒng)只占據(jù)10%左右，而低壓系統(tǒng)占60%以上[3]。主要原因是低壓配電系統(tǒng)問(wèn)題較多、涉及面廣泛，操作使用一般都是缺乏用電安全知識(shí)的人們。而且因?yàn)槟壳敖ㄖ袌?chǎng)的魚龍混雜，相關(guān)部門的風(fēng)氣不正出現(xiàn)一些二次裝修無(wú)證設(shè)計(jì)，市場(chǎng)監(jiān)督管理不善，未經(jīng)過(guò)原設(shè)計(jì)單位許可就隨意的進(jìn)行修改，使得一些賓館、俱樂(lè)部、飯店、家庭、學(xué)校、公寓等電氣火災(zāi)和電擊死人的現(xiàn)象不斷發(fā)生[4]。

配電線路單相接地故障所引起的危害，可能會(huì)使得系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行時(shí)，燒毀電壓互感器，使得電力設(shè)備受到大量損壞，導(dǎo)致大范圍的停電。在單相接地故障發(fā)生時(shí)，還可能發(fā)生間歇性弧光接地，也可能造成諧振過(guò)電壓，使線路上的絕緣薄弱點(diǎn)擊穿，造成嚴(yán)重的短路事故，也可能發(fā)生嚴(yán)重的電氣火災(zāi)事故。如果發(fā)生導(dǎo)線落地這一單相接地故障，對(duì)于來(lái)往的人群和車輛都有很大的危害，還會(huì)發(fā)生跨步電壓所引起的人身傷亡事故[5]。

2 電力系統(tǒng)概念

電力系統(tǒng)故障中產(chǎn)生后果較為嚴(yán)重的類型有短路、故障、損傷等。而其中短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的危害是最大的。電力系統(tǒng)容易發(fā)生故障和短路的原因是因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，不同之間的相產(chǎn)生了短接，影響到正常的工作程序，使得電力系統(tǒng)紊亂所以才被稱為短路。造成電力短路最重要的原因就是因?yàn)椴煌再|(zhì)的電力材料破損、老化、故障才導(dǎo)致的，還有一部分是因?yàn)榫S修人員的操作不當(dāng)或者線路接線不良等操作行為才會(huì)使得電力系統(tǒng)受到影響，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)狀態(tài)的不良運(yùn)行[6]。

在生活中最常見(jiàn)的電力系統(tǒng)故障，一是水平電力所造成的故障，二是因?yàn)榫€路短路所造成的。水平電力所造成的故障一般包括了單線短路、多線短路等。這是因?yàn)椴煌€路之間的電壓和電流有時(shí)候并不相同，所以一旦產(chǎn)生幾條線路相交就會(huì)引起電力反應(yīng)造成了電力系統(tǒng)短路。根據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)故障均為三個(gè)相位電路，而且其中可以進(jìn)行任意分組且最多能分為三類，在相關(guān)專業(yè)上被稱為“三相相量對(duì)稱法”。其實(shí)“三相相量對(duì)稱法”主要是將不對(duì)稱的電流和電壓分別分成三組分量。分別為：正序分量主要是是指三相之間的分量大小都相同，但是彼此之間的相位卻不同。負(fù)階分量主要是指三相之間的負(fù)階之間的大小都相同，但是相位卻存在一定差距。零階分量主要是指三相零階分量之間的大小均為相等，且彼此相位相同。

3 解決客戶端接地故障方法

3.1 保護(hù)10kV 母線出線客戶端接地安全

與短路故障不同的是電導(dǎo)體與金屬管、設(shè)備外殼、金屬機(jī)械等大地短路都被稱為接地故障，所以它們?cè)谝饬x上是與短路故障是不相同的。由于接地故障發(fā)生的環(huán)境比較隱蔽不易被發(fā)掘和檢查，這也提高了維修人員的工作難度。電力系統(tǒng)在給世界帶來(lái)便捷的同時(shí)，也制造了很多與電氣火災(zāi)相關(guān)的災(zāi)難。為了能夠更好維護(hù)電力系統(tǒng)客戶端的良好運(yùn)行，同時(shí)減輕電氣火災(zāi)對(duì)人們所造成的影響保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)生命安全。相關(guān)部門需要制定一系列完善的保護(hù)措施和維修流程，才能有效的將接地故障的電流、電壓控制到合理的范圍內(nèi)以減少故障所產(chǎn)生的危險(xiǎn)事故。常見(jiàn)的電擊一般分為兩種，第一種是屬于直接接觸式，然而直接接觸僅僅是作為保護(hù)器的后部防護(hù)，具體作用較小。第二種則是間接接觸式，在物體與物體之間受到傷害的時(shí)候一定是通過(guò)另外一個(gè)載體才造成的事故或故障。

1類電氣設(shè)備在接地時(shí)可以自動(dòng)的進(jìn)行切斷故障，而且電氣裝置的外露會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電部分必須與pe線相互連接才能實(shí)現(xiàn)接地。2類、3類則是通過(guò)電氣設(shè)備的加強(qiáng)絕緣體和特低電壓來(lái)進(jìn)行的電氣隔離來(lái)防止接地故障的發(fā)生。在日常生活中使用1類方法的較多，但是在使用過(guò)程中當(dāng)高度一旦超過(guò)2.5米及以上時(shí)就不能接地，因此對(duì)于人體可接觸范圍內(nèi)的電氣裝置外露的部分一定要接地，不然會(huì)使人遭受到電擊的傷害?？偟入娢宦?lián)結(jié)使得裸露的導(dǎo)電部分處于一個(gè)該電位，用這種方式可以消除被電擊的危險(xiǎn)，減少因?yàn)殡姎鈩?dòng)作不可靠所帶來(lái)的傷害。當(dāng)電源干線中的PEN 線被折斷時(shí)，三相負(fù)荷并不平衡時(shí)，負(fù)荷的中性點(diǎn)電位進(jìn)行漂移，PEN 線和金屬設(shè)備外殼對(duì)地帶電位，如果一般的室內(nèi)設(shè)置有總等電位聯(lián)結(jié)，即使發(fā)生了客戶端接地故障或者是電擊現(xiàn)象也會(huì)因?yàn)槠浣佑|的電壓較低，使得危險(xiǎn)系數(shù)相應(yīng)降低?？偟入娢坏穆?lián)結(jié)有利于消除電磁場(chǎng)引起的干擾，從而對(duì)于弱電系統(tǒng)是十分重要而不可忽視的一項(xiàng)保障措施。

3.2 完善消弧線圈專業(yè)管理

健全消弧線圈的驗(yàn)收、巡視、檢修等各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)上的管理機(jī)制。根據(jù)我國(guó)2017年國(guó)家電網(wǎng)公司所發(fā)布的“五通”規(guī)定，開展消弧線圈常態(tài)化管理，嚴(yán)格把控生產(chǎn)安裝環(huán)節(jié)。其次形成系統(tǒng)的消弧線圈的控制器檢驗(yàn)操作流程，并歸入到例行檢查工作內(nèi)容之中。還可以開展小電流接地系統(tǒng)電容電流周期性的測(cè)試工作，并開展所轄變電站小電流的系統(tǒng)母線電容電流理論計(jì)算，對(duì)比測(cè)試值和理論值。對(duì)于不同的廠家的選線裝置開展實(shí)際調(diào)研，挑選出最優(yōu)最合適的裝置進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。我們會(huì)使選線裝置采集相關(guān)模擬量并上傳到總系統(tǒng)中，為維護(hù)和排除故障提供必要條件。

對(duì)于低勵(lì)磁阻抗變壓器接地裝置，各個(gè)試點(diǎn)可以進(jìn)行大力宣傳和投入，加大對(duì)低勵(lì)磁阻抗變壓器接地裝置的應(yīng)用，解決目前接地電流系統(tǒng)故障排除緩慢、排除正確率低這些可能存在的隱患。同時(shí)還對(duì)10kV 間隔零序TA 的設(shè)計(jì)、開發(fā)、研制、安裝等規(guī)定工作系統(tǒng)，完善了零序TA 檢查機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了定期檢修和維護(hù)零序TA 電路系統(tǒng)，進(jìn)一步建立科學(xué)系統(tǒng)的安裝維修流程。

3.3 短時(shí)間切斷法

利用短時(shí)間切斷法對(duì)10kV 1類母線各處線路分別試?yán)檎夜收暇€路。拉開10kV A 線1101開關(guān)，接地末消失，再合上10kV A 線1101開關(guān)恢復(fù)供電；拉開10kV B 線1102開關(guān)，接地末消失，再合上10kV B 線1102開關(guān)恢復(fù)供電；通過(guò)對(duì)各個(gè)線路的試?yán)?，并沒(méi)有找到接地故障出現(xiàn)的線路。指令變電維修人員將10kV 1101A 線與10kV 1101B 線分別進(jìn)行熱備用轉(zhuǎn)檢修，通知線路運(yùn)檢單位處理并向上級(jí)匯報(bào)以上情況。因此真正適用10kV 母線出線客戶端接地故障不停電的排除方法主要有分割電網(wǎng)法、短時(shí)間切割法和逐一試送線路法。

綜上，經(jīng)過(guò)對(duì)送線路法不斷的試驗(yàn)?zāi)軌虻贸觯途€路法能夠在單母線發(fā)生多條或者是單條線路同名相接地故障時(shí)，能夠快速的排查到發(fā)生接地故障的電力線路，進(jìn)行及時(shí)處理，能夠極大程度保障系統(tǒng)正常運(yùn)行和人們的生命安全。送線路法改變了傳統(tǒng)的單線接地查找方法，更加快捷高效的找到接地故障的線路。通過(guò)排查出接地故障線路從安全角度上能夠極大程度的避免單線接地對(duì)設(shè)備的損傷。