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农村10kV线路单相接地故障分析及处理方法的研究

作者：檀志锋

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第11期

摘要：本文通过对10kV配电线路单相接地故障原因的分析，指出单相接地对变电设备和10kV配网的危害及影响，提出预防和处理的方法，并探索新技术、新设备的应用，以减少单相接地故障的发生，确保10kV配网安全、经济、稳定运行，提高供电可靠性。 关键词：线路接地危害处理方法 0 引言

近年来，我国开始进行针对农村的电网改造工程，农村10kV配电线路运行水平和线路的状况已经有了显著的提升，目前的10kV配电线路差不多全是中性点不接地的“三相三线”供电方式。这种供电方式的优势很明显，主要是使得配电线路的绝缘水平有所增强，也使得配电线路的跳闸率有所下降，使供电的可靠性大幅度地提升，并减少了线路的损耗，可以说这种供电方式的实施，对于我国供电工程的发展有着重要的意义。当然，这种供电方式也存在有自身的弊端，在实际的运行中经常会出现单相接地故障，这种状况在恶劣的天气情况下出现的频率越高，这种故障的发生对变电设备以及配电网的安全运行具有巨大的影响。

随着社会经济的发展，对电力需求日益增长，同时对供电质量和配电自动化的水平提出了更高的要求。配电网大多采用小电流接地系统，因此小电流接地系统中的单相接地故障定位研究一直是电力系统的研究热点。在电力系统中，单相接地故障占全部故障的60%以上，而单相接地故障产生的特点又与电力系统中的工作方式有关，所以有必要对10kV线路单相接地故障进行研究。

1 单相接地故障的特点

单相接地故障在10KV配网系统发生的时候，变电站的绝缘检查装置会自动报警，母线接地光子牌等亮。出现接地故障的时候，相电压会下降，甚至会接近零电压，而两相电压会比相电压要高，并且会与线电压比较接近。如果相电压显示比较平稳，就证明线路接地并没有问题，如果电压表波动比较大的话，那么很可能是间歇接地。而如果出现了弧光接地的话，那么一产生电压，就会造成非故障相电压的上升，甚至会超过电压表的最大数值，并造成PT保险的损坏。

2 单相接地故障的判断

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2.1 根据在平时工作的经验，如果PT高压侧熔断器中的一相有接地信号发出了，而其他的两相电压升高，通过检测线路的电压并没有变化，就说明是单相接地故障。

2.2 线路的单相的导线出现短线，那么大负荷的单相设备会因为三相的负荷不均衡而造成中性点的电压增加，电网并没有接地，这个时候绝缘检查装置会发出信号。

2.3 因为励磁感抗和地电抗会产生铁磁谐振，同时会产生出电压，这种现象主要出现在给母线合闸的时候，通常情况下出现这种现象的时候也会有接地信号的传出，但是系统也没有接地的故障。

2.4 变电站母线和架空线路的排列有着一定的要求，如果排列的不对称的话，就可能使得熔断器中的一相熔断，这就会造成中性点的电压增加，并且接地信号发出，此时电网系统也没有接地。

2.5 在遇到恶劣天气的时候，通常是雷击，会出现孤光接地，此时的绝缘检查会发出接地的信号，而实际上，电网并没有接地。 3 单相接地故障发生的原因

农村地区10kV配电线路在实际运行中，发生单相接地故障主要由以下几种原因： 3.1 导线原因。导线的原因有很多，在实际的工作中经常遇到的是：导线断线落在了地上；导线脱落到了横担上；导线和附近的建筑物以及树木距离太近等。

3.2 配变原因。配电变压器高压引线断线；配电变压器10kV避雷器或跌落保险绝缘击穿；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地。

3.3 线路绝缘击穿。线路绝缘子击穿；线路上的柱上开关、刀闸击穿。

3.4 外力破坏。外力的破坏主要是两种，一种是鸟类的破坏，另一种是外界的漂浮物的破坏。

4 10KV配电线路接地故障简单查找方法

10KV配电线路是由农电人员管理的。在实际运行中经常有接地故障的发生，接地故障反应到变电站的保护上只能是母线接地。通过接地选线仪才能确定是哪一条线路的故障。当拉出故障线路后，查找线路的故障点又是一件比较麻烦的事。在这里介绍一种比较简单实用的方法。线路接地后，接地相的對地电阻为零。这种方法的原理就是利用的这一点。

方法：线路停电后，将线路上的各支线开关断开。在每一段线路上找一处方便的地方，用兆欧表摇测线路的对地电阻，如不为零，则说明该段线路没有接地故障。否则，则说明该段线

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路存在接地故障。然后将该段线路的配电变压器逐台拉开，再进行测试。如拉开某台配变时，测量显示接地故障消失，则说明故障出在该台配变。消除后就可送电。如配变全部拉完后还没有消失，则说明故障出现在该段线路，可对该段线路再进行巡视。

采用此方法可以大大减轻巡线的工作量。并且非常准确，在实际使用中非常方便。 5 单相接地故障的危害和影响

10KV的线路在出现单相接地故障之后，在变电站的母线上，电压互感器就能够检测到零序电流，同时在开口的三角形上也会出现零序电压，当电压互感器上的铁芯达到饱和状态的时候，会增加励磁电流，如果长时间的运作的话，可能会造成电压互感器的损坏。

另外，单相接地故障还可能造成更大的事故，因为，在单相接地故障发生后，很可能会出现超过正常电压很多倍的谐振过电压，这种超高的电压会对变电设备的绝缘具有很大的影响，严重的话可能会造成变电设备绝缘击穿。 6 应对单相接地故障的新技术、新设备

6.1 小电流接地自动选线装置 在变电站安装上这种设备的话，就能够自动发现单相接地故障的线路了，并且速度很快，具有很高的准确率。这种设备与人工选线的方法比较，这种设备的优势主要在于避免了对于其他没有出现故障的线路停电，使得供电的可靠性和稳定性有了大幅度的提升。

6.2 单相接地故障检测系统 在变电站的配电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仪，指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后，根据指示仪的颜色变化可以快速确定故障范围，迅速查到故障点。 6.3 使用带脱离器的氧化锌避雷器 在配电线路和变台上安装带脱离器的氧化锌避雷器，当落雷击穿时，脱离器爆裂、脱落，可以迅速发现故障点，减少巡线时间，同时该类型避雷器放电效果较好，绝缘击穿率低，运行比较稳定。 参考文献：

[1]周泽存.《高电压技术》.北京：水利电力出版社，1988.

[2]鲍伟勇.《10kV配电网FS-10型避雷器爆炸原因分析》.《电力自动化产品信息》，1996. [3]李景禄.《实用配电网技术》北京：中国水利水电出版社，2006年.

[4]丁毓山，金开宇.《配电网新设备与新技术》北京：中国水利水电出版社，2006年.