10KV配电线路单相接地故障处理及排查方法

10KV配电线路单相接地故障处理及排查方法

单相接地故障是电力系统中常见的故障类型之一，尤其在小电流接地系统中更为常见。这种故障虽然不会立即导致停电，但长期存在会威胁电力设备和系统的安全。本文将深入探讨单相接地故障的特点、危害、预防措施以及处理方法，帮助读者全面了解这一电力系统中的常见问题。

电力系统是现代社会不可或缺的组成部分，而单相接地故障作为其中一种常见故障，对电力系统的安全稳定运行构成了挑战。本文将深入探讨单相接地故障的特点、危害、预防措施以及处理方法。

单相接地故障的特点

单相接地故障是指电力系统中某一条相线与地之间发生接触，导致电流异常流动。在小电流接地系统中，这种故障通常不会导致对用户供电的直接影响，但长期存在会威胁电力设备和系统的安全。

单相接地故障的特征

• 中央信号系统：警铃响起，“某千伏某段母线接地”光字牌亮，中性点经消弧线圈接地系统，还有“消弧线圈动作”光字牌亮；
• 绝缘监察电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压表指针无摆动，若电压表不停地摆动，则为间歇性接地；
• 中性点位移电压表：装有中性点位移电压表时，可看到有一定指示（不完全接地）或指示为相电压值（完全接地时）消弧线圈的接地报警灯亮；
• 发生弧光接地时：产生过电压，非故障相电压很高，电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能烧坏电压互感器。

真假接地的判断

• 电压互感器一相高压熔断器熔断：发出接地信号。发生接地故障时，故障相对地电压降低，另两相升高，线电压不变。而高压熔断器一相熔断时，对地电压一相降低，另两相不会升高，线电压则会降低。
• 用变压器对空载母线充电时：断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，发出接地信号。这种情况只在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可以判定，投入一条线路或投入一台所用变压器，即可消失。
• 系统中三相参数不对称：消弧线圈的补偿度调整不当，倒运行方式时，会发出接地信号。此情况多发生在系统中倒运行方式操作时，经汇报调度，在相互联系时，了解到可先恢复原运行方式，消弧线圈停电，调整分接开关，然后重新投入，倒运行方式；
• 在合空载母线时：可能激发铁磁谐振过电压，发出接地信号。此情况也发生在倒闸操作时，可立即送上一条线路，破坏谐振条件，消除谐振。

检测装置

对于绝缘监察装置，通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式为Ynynd。这种接线的优点是：第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地故障，并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是与母线共用的。

单相接地故障的原因

• 导线断线落地或搭在横担上
• 导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上
• 导线因风力过大，与建筑物距离过近
• 配电变压器高压引下线断线
• 配电变压器台上的10 kV避雷器或10 kV熔断器绝缘击穿
• 配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地
• 绝缘子击穿
• 线路上的分支熔断器绝缘击穿
• 同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上
• 线路落雷
• 树木短接
• 鸟害
• 飘浮物(如塑料布、树枝等)
• 其它偶然或不明原因

单相接地故障的危害和影响分析

对变电设备的危害

10 kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10 kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。

单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重时使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。

对配电设备的危害

单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，将进一步使线路上的绝缘子击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。

对区域电网的危害

严重的单相接地故障，可能破坏区域电网的稳定，造成更大事故。

对人畜危害

对于导线落地这一类单相接地故障，如果配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员(特别是夜间)，可能发生跨步电压引起的人身电击事故，也可能发生牲畜电击伤亡事故。

对供电可靠性的影响

发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性；另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件，和在山区、林区等复杂地区，以及夜间、不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

对供电量的影响

发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运故障线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万千瓦时，影响供电企业的供电量指标和经济效益。

单相接地故障的预防和处理办法

预防办法

对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生。

• 对配电线路定期进行巡视，主要检查导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。
• 对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试，不合格的应及时更换。
• 对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。
• 在农村配电线路上加装分支熔断器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。
• 在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子，提高配电网绝缘强度。

发生单相接地故障后的处理办法

当配电线路发生单相接地后，变电所值班人员应马上作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，当拉开某条线路的断路器，接地现象消失，便可判断它为故障线路。

新技术新设备的应用

小电流接地自动选线装置

在变电所加装小电流接地自动选线装置，此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路，时间短，准确率高，改变传统人工选线方法，对非故障线路减少不必要的停电，提高供电可靠性，防止故障扩大。目前，已有部分变电站加装了这套装置，取得了良好效果。在实际应用中，应注意此装置与各配出线间隔上的零序电流互感器配合使用，否则不能发挥任何作用。

单相接地故障检测系统

在变电所的配出线出口处加装信号源，在配电线路始端、中部和各分支处，三相导线上加装单相接地故障指示器，指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后，根据指示器的颜色变化，可快速确定故障范围，快速查到故障点。

总之，单相接地故障虽然常见，但其潜在危害不容忽视。通过深入了解故障特点、积极采取预防措施，以及利用先进技术提高处理效率，我们才能确保电力系统的安全稳定运行，为用户提供可靠的电力供应。