10KV配電線路單相接地故障分析和檢測

1、10KV 配電線路單相接地故障分析和檢測包泗強電力系統(tǒng)可分為大電流接地系統(tǒng) （包括直接接地、經(jīng)電抗接地和低阻接地、小 電流接地系統(tǒng) （包括高阻接地 ,消弧線圈接地和不接地。我國 366 kV 電力系統(tǒng)大多 數(shù)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式 ,即為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中 ,單相接地是一種常見故障。 10 kV 配電線路在實際運行中 經(jīng)常發(fā)生單相接地故障 ,特別是在雨季、大風和雪等惡劣天氣條件下 ,單相接地故障 更是頻繁發(fā)生。黑龍江省龍沙供電局 , 2005年的 24次異常中,單相接地故障占了 7 次,2006年的 31 次異常中 ,單相接地故障占 8 次。發(fā)生單相接地后

2、,故障相對地電壓 降低 ,非故障兩相的相電壓升高 ,但線電壓卻依然對稱 ,因而不影響對用戶的連續(xù)供電 系統(tǒng)可運行 12 h,這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點 ;但是,若發(fā)生單相接地故障后 電網(wǎng)長時間運行 ,會嚴重影響變電設備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行。1 單相接地故障的特征及檢測裝置1.1 單相接地故障的特征中央信號 :警鈴響, “某千伏某段母線接地 ”光字牌亮 ,中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 還有 “消弧線圈動作 ”光字牌亮 ;絕緣監(jiān)察電壓表指示 :故障相電壓降低 （不完全接地或為零 （完全接地 ,另兩相電 壓升高,大于相電壓 （不完全接地或等于線電壓 （完全接地 ,穩(wěn)定性接地時電壓表指針 無擺動 ,

3、若電壓表不停地擺動 ,則為間歇性接地 ;中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) ,裝有中性點位移電壓表時 ,可看到有一定指示 （不完 全接地或指示為相電壓值 （完全接地時消弧線圈的接地報警燈亮 ;發(fā)生弧光接地時 ,產(chǎn)生過電壓 ,非故障相電壓很高 ,電壓互感器高壓保險可能熔斷 甚至可能燒壞電壓互感器。1.2 真假接地的判斷電壓互感器一相高壓熔斷器熔斷 ,發(fā)出接地信號。發(fā)生接地故障時 ,故障相對地 電壓降低 ,另兩相升高 ,線電壓不變。而高壓熔斷器一相熔斷時 ,對地電壓一相降低 ,另 兩相不會升高 ,線電壓則會降低。用變壓器對空載母線充電時 ,斷路器三相合閘不同期 ,三相對地電容不平衡 ,使中 性點位移 ,三相

4、電壓不對稱 ,發(fā)出接地信號。這種情況只在操作時發(fā)生 ,只要檢查母線 及連接設備無異常 ,即可以判定 ,投入一條線路或投入一臺所用變壓器 ,即可消失。系統(tǒng)中三相參數(shù)不對稱 ,消弧線圈的補償度調(diào)整不當 ,倒運行方式時 ,會發(fā)出接地 信號。此情況多發(fā)生在系統(tǒng)中倒運行方式操作時 ,經(jīng)匯報調(diào)度 ,在相互聯(lián)系時 ,了解到 可先恢復原運行方式 ,消弧線圈停電 ,調(diào)整分接開關(guān) ,然后重新投入 ,倒運行方式 ;在合空載母線時 ,可能激發(fā)鐵磁諧振過電壓 ,發(fā)出接地信號。此情況也發(fā)生在倒 閘操作時 ,可立即送上一條線路 ,破壞諧振條件 ,消除諧振。1.3 檢測裝置對于絕緣監(jiān)察裝置 ,通常采用三相五柱式電壓互感器加上

5、電壓繼電器、信號繼 電器及監(jiān)視儀表構(gòu)成。它由五個鐵芯柱組成 ,有一組原繞組和二組副繞組 ,均繞在三 個中間柱上 ,其接線方式為 Ynynd。這種接線的優(yōu)點是 :第一副繞組不僅能測量線電 壓 ,而且還能測相電壓 ;第二副繞組接成開口三角形 ,能反映零序電壓。當網(wǎng)絡在正常 情況下 ,第一副繞組的三相電壓是對稱的 ,開口三角形開口端理論上無電壓 ,當網(wǎng)絡中 發(fā)生單相金屬性接地時 （假設 A 相,網(wǎng)絡中就出現(xiàn)了零序電壓。網(wǎng)絡中發(fā)生非金屬性 單相接地時 ,開口兩端點間同樣感應出電壓 ,因此 ,當開口端達到電壓繼電器的動作電 壓時 ,電壓繼電器和信號繼電器均動作 ,發(fā)出音響及燈光信號。值班人員根據(jù)信號和

6、電壓表指示 ,便可以知道發(fā)生了接地故障 ,并判定接地相別 ,然后向調(diào)度值班員匯報。 但必須指出 ,絕緣監(jiān)察裝置是與母線共用的。2 發(fā)生單相接地故障的原因?qū)Ь€斷線落地或搭在橫擔上 ;導線在絕緣子中綁扎或固定不牢 ,脫落到橫擔或地 上 ;導線因風力過大 ,與建筑物距離過近 ;配電變壓器高壓引下線斷線 ;配電變壓器臺 上的 10 kV避雷器或 10 kV熔斷器絕緣擊穿 ;配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或 接地 ;絕緣子擊穿 ;線路上的分支熔斷器絕緣擊穿 ;同桿架設導線上層橫擔的拉線一端 脫落,搭在下排導線上 ;線路落雷;樹木短接 ;鳥害;飄浮物（如塑料布、樹枝等 ;其它偶然 或不明原因。3 對單相接

7、地故障的危害和影響分析3.1 對變電設備的危害10 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后 ,變電站 10 kV 母線上的電壓互感器檢測到 零序電流 ,在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓 ,電壓互感器鐵芯飽和 ,勵磁電流增加 ,如果長 時間運行 ,將燒毀電壓互感器。在實際運行中 ,近幾年來 ,已發(fā)生變電站電壓互感器燒 毀情況 ,造成設備損壞、大面積停電事故。單相接地故障發(fā)生后 ,也可能產(chǎn)生諧振過電壓。幾倍于正常電壓的諧振過電壓 , 危及變電設備的絕緣 ,嚴重時使變電設備絕緣擊穿 ,造成更大事故。3.2 對配電設備的危害單相接地故障發(fā)生后 ,可能發(fā)生間歇性弧光接地 ,造成諧振過電壓 ,產(chǎn)生幾倍于正 常電壓的過電

8、壓 ,將進一步使線路上的絕緣子擊穿 ,造成嚴重的短路事故 ,同時可能燒 毀部分配電變壓器 ,使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀 ,也可能發(fā)生電氣火 災事故。3.3 對區(qū)域電網(wǎng)的危害嚴重的單相接地故障 ,可能破壞區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定 ,造成更大事故。3.4 對人畜危害對于導線落地這一類單相接地故障 ,如果配電線路未停運 ,對于行人和線路巡視 人員 （特別是夜間 ,可能發(fā)生跨步電壓引起的人身電擊事故 ,也可能發(fā)生牲畜電擊傷亡 事故。3.5 對供電可靠性的影響發(fā)生單相接地故障后 ,一方面要進行人工選線 ,對未發(fā)生單相接地故障的配電線 路要進行停電 ,中斷正常供電 ,影響供電可靠性 ;另一方面發(fā)生單相接

9、地的配電線路將 停運 ,在查找故障點和消除故障中 ,不能保障用戶正常用電 ,特別是在莊稼生長期、大 風、雨、雪等惡劣氣候條件 ,和在山區(qū)、林區(qū)等復雜地區(qū) ,以及夜間、不利于查找和 消除故障 ,將造成長時間、大面積停電 ,對供電可靠性產(chǎn)生較大影響。3.6 對供電量的影響發(fā)生單相接地故障后 ,由于要查找和消除故障 ,必然要停運故障線路 ,從而將造成 長時間、大面積停電 ,減少供電量。據(jù)不完全統(tǒng)計 ,每年由于配電線路發(fā)生的單相接 地故障 ,將少供電十幾萬千瓦時 ,影響供電企業(yè)的供電量指標和經(jīng)濟效益。4 對單相接地故障的預防和處理辦法4.1 預防辦法對于配電線路單相接地故障 ,可以采取以下幾種方法進行

10、預防 ,以減少單相接地 故障發(fā)生。對配電線路定期進行巡視 ,主要檢查導線與樹木、建筑物的距離 ,電桿頂端是否 有鳥窩 ,導線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固 ,絕緣子固定螺栓是否松脫 ,橫擔、拉 線螺栓是否松脫 ,拉線是否斷裂或破股 ,導線弧垂是否過大或過小等。對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備應定期進行絕緣測試,不合格的應及時更換。對配電變壓器定期進行試驗 ,對不合格的配電變壓器進行維修或更換在農(nóng)村配電線路上加裝分支熔斷器 ,縮小故障范圍 ,減少停電面積和停電時間 ,有 利于快速查找故障點。在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子 ,提高配電網(wǎng)絕緣強度。4.2 發(fā)生單相接地故障后的處理辦法當配電線路發(fā)生單相接地后 ,變電所值班人員應馬上作好記錄 ,迅速報告當值調(diào) 度和有關(guān)負責人員 ,并按當值調(diào)度員的命令尋找接地故障 ,當拉開某條線路的斷路器 , 接地現(xiàn)象消失 ,便可判斷它為故障線路。5 新技術(shù)新設備的應用5.1 小電流接地自動選線裝置在變電所加裝小電流接地自動選線裝置 ,此裝置能夠自動選擇出發(fā)生單相接地 故障線路 ,時間短,準確率高 ,改變傳統(tǒng)人工選線方法 ,對非故障線路減少不必要的停電 提高供電可靠性 ,防止故障擴大。目前 ,已有部分變電站加裝了這套裝置 ,取得了良好 效果