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單相接地故障的原因及故障分析
2017-04-19

一、單相接地故障的原因 
1.1單相接地故障檢測 
由于某種原因導致10kV配電線路發生單相接地故障後,通過變電站10kV母線上運行的電壓互感器,10kV母線絕緣監察裝置檢測到接地故障並發出接地信號,提示值班員進行處理,經過選線,最終確定發生單相接地故障的相別和配電線路,停運該配電線路(規程規定可以故障運行2小時,但考慮到繼續運行一段時間後可能導致單相接地故障擴大成其它事故,故一般停運),彙報上級調度,由配電線路的運行維護人員處理故障。 
1.2 單相接地故障發生的原因 
農村10kV配電線路在實際運行中,通過歸納和總結,發生單相接地故障主要有以下幾種原因: 
1)導線斷線落地或搭在橫擔上。 
2)導線在絕緣子中綁紮或固定不牢,脫落到橫擔或地上。 
3)導線風偏過大,與建築物距離過近。 
4)變壓器高壓引下線斷線。 
5)配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地。 
6)絕緣子擊穿。 
7)線路上的分支熔斷器絕緣擊穿。 
8)同杆架設導線上層橫擔的拉帶一端脫落,搭在下排導線上。 
9)線路落雷。 
10)樹木通道不暢,導致樹接觸導線。 
11)鳥害。 
12)飄浮物(如塑料布、風筝等) 
13)其它偶然或不明原因 
在以上諸多種原因中,導線斷線、絕緣子擊穿和樹木短接是發生配電線路單相接地故障最主要的原因,對近幾年來單相接地故障原因統計,上述三種原因占總故障原因的85%以上。  
二、單相接地故障的危害和影響 
2.1 對變電站設備的危害 
10kV配電線路發生單相接地故障後,變電站10kV母線上的電壓互感器檢測到零序電流,在開口三角形上産生零序電壓,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[1]。在實際運行中,我所近期就發生一次磚廠塑料布因大風落到導線上,使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。 
  單相接地故障發生後,也可能産生諧振過電壓,産生幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危及變電設備的絕緣,嚴重者使變電設備絕緣擊穿,造成更大事故。 
2.2 對配電設備的危害 
  單相接地故障發生後,可能發生間歇性弧光接地,造成諧振過電壓,産生幾倍于正常電壓的過電壓,過電壓將進一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿,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,也可能發生電氣火災。 
 2.3 對配電電網的危害 
  嚴重的單相接地故障,可能破壞區域電網系統穩定,造成更大事故。 
 2.4 對人畜危害 
  對于導線落地這一類單相接地故障,如果接地配電線路未停運,對于行人和線路巡視人員(特別是夜間),可能發生人身觸電傷亡事故,也可能發生牲畜觸電傷亡事故。 
2.5 對供電可靠性的影響 
  發生單相接地故障後,一方面要進行人工選線,對未發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,另一方面發生單相接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山區、林區等複雜地區以及夜間,不利于查找和消除故障,將造成長時間、大面積停電,對供電可靠性産生較大影響。 
2.6 對供電量的影響 
  發生單相接地故障後,由于要查找和消除故障,必然要停運發生單相接地故障配電線路,從而將造成長時間、大面積停電,減少供電量。據不完全統計,每年由于配電線路發生的單相接地故障,將少供電十幾萬度,影響供電企業的供電量指標和經濟效益。 
 2.7 對線損的影響 
  發生單相接地故障時,由于配電線路接地相直接或間接對大地放電,將造成較大的電能損耗,如果按規程規定運行一段時間(不超過2小時),將造成更大的電能損耗。  
三、防範措施和處理辦法 
3.1 防範措施 
  對于配電線路單相接地故障,可以采取以下幾種方法進行預防,以減少單相接地故障發生: 
1)對配電線路定期進行巡視,主要是看導線與樹木、建築物的距離,電杆頂端是否有鳥窩,導線在絕緣子中的綁紮或固定是否牢固,絕緣子固定螺栓是否松脫,橫擔、拉帶螺栓是否松脫,拉線是否斷裂或破股,導線弧垂是否過大或過小等。 
2)對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備定期進行絕緣測試,不合格及時更換。 
3)对配电变压器定期进行試驗,对不合格的配电变压器进行维修或更换。 
4)在農村配電線路上加裝分支熔斷器,縮小故障範圍,減少停電面積和停電時間,有利于快速查找故障點。 
5)在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子,提高配電網絕緣強度。 
3.2 發生單相接地故障後的處理辦法 
  當配電線路發生單相接地後,在上級調度人員指揮下,運行維護單位應立即組織人員巡視線路,查找故障點,在查找過程中可以采取分片、分段、分支、分設備的“排除法”並與絕緣搖表、蹬杆檢查等辦法相結合,盡快找到故障點並消除。如果上述辦法未查找到故障點,可請求上級調度對故障線路試送電一次,如成功,則可能是其他不明偶然原因造成,不成功,則用“排除法”繼續查找,直到查找到並消除故障爲止。 
四、應用性技術新設備 
4.1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生單相接地故障線路,時間短,准確率高,改變傳統人工選線方法,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。在實際應用中,應注意此裝置與各配出線間隔上的零序電流互感器配合使用,否則不能發揮任何作用。 
 4.2 單相接地故障檢測系統 
  在變電所的配出線出口處加裝信號源,在配電線路始端、中部和各分支處三相導線上加裝單相接地故障指示器,指示故障區段。配電線路發生單相接地故障後,根據指示器的顔色變化可快速確定故障範圍,快速查到故障點。目前這一檢測系統已在一些縣局應用,能夠快速查找故障點,節省時間,提高供電可靠性,增加供電量,取得了較好效果。 
4.3 金屬氧化物避雷器 
  在配電線路和變台上采用金屬氧化物避雷器代替FS-10閥型避雷器,放電效果好,可以耐多重雷擊,絕緣擊穿率低,運行穩定。