10kV线路高阻接地故障的分析及处理

10kV线路高阻接地故障的分析及处理
摘要：随着架空绝缘导线在配电线路中的广泛应用，由雷电过电压造成的绝缘
导线断线事故频频发生。

线路断线后掉落在柏油路面、水面等非理想导电介
质上，形成高阻接地故障。

一般中性点经小电阻的10kV系统零序电流保护只能
切除过渡电阻100Ω以下的接地故障。

若配电线路发生高阻接地故障则往往长时
间无法被切除，曾发生线路掉入池塘几乎将水烧开的事件。

更为严重的是，配电
线路掉落地面后，易因跨步电压或接触电压危害人身安全。

另外，变电站同一母
线的两回及以上馈线如果同时或先后发生高阻接地故障，由于线路零序保护未动作，使该段母线失压，扩大停电范围，严重影响供电可靠性。

关键词：配电线路；小电阻接地；高阻接地；检测
引言
对于10kV配电线路，接地故障的查找一直困扰着线路管理人员。

10kV线路
一般为中性点不接地运行方式，发生单相接地故障后，接地点流过的电流很小，
不影响用电设备的正常运行，但中性点电压升高为相电压，非故障相线路电压升
高为线电压，相位改变。

这种情况就要求电气设备对地的绝缘足够高，否则处理
不及时会演化为短路事故，危害配电设备，从而引发长时间、大面积停电。

因此，及时准确地锁定故障点，能够提高区域电网的稳定运行，保护配电设备和保障人
身安全。

1接地故障原因分析
接地故障原因主要有以下10个：①树障引发线路接地。

因为树障清初工作
不彻底，线路通道未达到规定要求，村民砍树导致树木倒在导线上，引发线路接地。

高山地区也发生过树木被冰雪压断、被大风吹断后倒在导线上引起线路接地
事故的情况。

此外，还有因线路边坡滑坡造成树木倒在线上引发接地的情况。

②雷击闪络造成的线路接地。

导线在遭到雷击情况下会发生瓷瓶闪络，导线通过电弧、横担接地。

除了瓷瓶炸裂会形成永久性接地故障外，一般情况下，因雷击瞬
时单相接地线路会自行恢复绝缘，两相或三相雷击闪络线路会跳闸。

③劣质瓷瓶或老化瓷瓶绝缘击穿、炸裂造成接地。

运行中出现过悬瓶、针瓶在电网电压正常、天气晴好的情况下绝缘击穿或炸裂的事故，其原因是瓷瓶质量差。

④对同杆架设或交叉跨越的低压线、弱电线放电接地。

10kV线路与同杆架设或被跨越的低压线、弱电线距离不足，当10kV线路弧垂变化达到放电距离时，会对低压线、弱电线
放电，进而造成接地，这种接地的危害较大，一般会烧毁用户电器设备。

⑤倒杆和导线断线落地引发接地。

导线断线及倒杆也是线路接地故障常见原因之一，特
别是在老旧线路易发生断线事故。

⑥针式瓷瓶扎线松脱造成导线掉到横担或其他设备上接地。

⑦跳线对杆塔、线路设备放电接地。

跳线因风偏、断线等原因对杆塔或其他设备放电造成接地。

⑧线路上变压器、开关、避雷器、跌落保险设备故障造成接地。

变压器某相击穿（引线对外壳、引线对铁芯局部放电）、柱上开关
某相绝缘击穿、避雷器某相击穿、跌落保险某相瓷柱炸裂造成线路接地。

⑨线路交叉跨越施工时，因事故造成带电线路通过施工线路、机具接地。

这种情况一般
发生在带电作业或临近带电作业的过程中，产生的后果非常严重。

⑩非线路设备故障的假接地。

当变电站电压互感器一次侧或二次侧熔断器熔断一相时，熔断相
的接地电压表指示为0，其他两相正常或略低，造成接地假象；变电站空投10kV
母线时，因电压互感器引起铁磁谐振，造成假接地。

210kV系统运行方式对线路高阻接地判断的影响
随着电网科技的进步，许多变电站内都装设了智能化单相接地保护装置，其
原理是在10kV线路发生接地故障时，系统零序电压升高（正常运行时零序电压
接近于零，接地后将产生零序电压），非接地线路零序电流为容性电流，相位超
前零序电压近９０°，而接地线路零序电流为所有非接地线路零序电流之和，相位滞后零序电压近９０°。

保护装置根据以上特征进行选线，对瞬时性故障可以实现在线消除而不使系统跳闸，从而提高供电可靠性；对永久性故障则可准确选线，
及时切除故障线路。

10kV的接地方式及馈线配置差异决定了发生接地故障时处理
方式的不同，也造成了保护装置的动作情况有所不同。

消弧线圈接地方式虽然可
在线消除瞬时性单相接地故障，但是测控复杂、选线准确率低、包容性差。

小电
阻接地方式选线准确率高，但供电连续性差，在发生高阻接地故障时，存在一定
的盲区。

总结设备长期运行经验，10kV线路发生高阻接地故障时，受到系统运行
方式多变、保护装置定值复杂、接地故障不明显等因素影响，容易导致误选接地
线路，误报甚至是误动作，给变电站安全运行带来极大的危害。

310kV线路高阻接地处理
3.1非线路设备故障的假接地判别
当 10 kV 系统三相电压严重不平衡时，应先通过三相电压变化情况来判断是
真接地还是假接地。

此时。

如果变电站正空投 10 kV 母线，则先要考虑是否为电
压互感器铁磁谐振造成的假接地；如果电压指示一相为0 ，其他两相正常或略低，则要考虑电压互感器一次或两次侧熔断器熔断；如果未出现上述两种情况，则 10 kV 系统是真接地，变电站值班人员应根据当时的具体情况穿上绝缘靴，仔细检查
变电站内 10 kV 设备，最后考虑线路接地。

3.2高阻接地故障查找设备的应用
在线路发生接地故障后，通过信号源向已经确认停电的线路注入异频检测信号，该信号会流经整个线路，在流过接地故障点后与大地形成一个电流回路。

首
先通过手持数据检测装置，检测信号注入点大号侧、小号侧的电流，再用手持数
据接收装置查看两侧的信号数据，对数据大小以及数据平衡度进行分析，即可以
判断出故障在哪一相，故障方向在大号侧还是小号侧。

经过首次的测量判断，将
信号源放在原地不动，在判断出的故障方向上再次采用二分法，携带手持数据检
测装置和接收装置，依次进行查找。

当信号检测到左右两边突然发生变化时，确
定该处为接地故障点。

3.3专用零序ＣＴ
小电阻接地系统发生高阻接地时，具有零序电流很小的特点，为了准确测量
零序电流，应优先使用专用零序ＣＴ。

以中性点经１０Ω小电阻接地的１０ｋ
Ｖ系统为例，若单相接地故障过渡电阻为６００Ω，零序电流一次值约为９．４
６Ａ。

若采用专用零序ＣＴ，按变电站馈线常用零序ＣＴ变比１００／１计算，二次值为０．０９５Ａ。

一般保护装置的零序保护ＣＴ精度能达到０．０２
Ａ，对于０．０９５Ａ是能够准确测量的。

对于开口三角电压中稳态量检测高
阻最大９９０Ω的情况，零序电流一次值约为５．７７Ａ，按零序ＣＴ变比１
００／１计算二次值为０．０５８Ａ，也能够准确测量，因此最大检测过渡电
阻能力能达到９９０Ω。

无论是零序方向过流保护还是零序有功保护，均需要准
确检测零序电流的与零序电压间的相位关系。

专用零序ＣＴ在正常运行时输出二
次电流为零，其极性难以校验，为了解决这个问题，应增加零序ＣＴ校验算法，
并设置定值以方便调整零序ＣＴ极性。

保护装置发出零序ＣＴ极性相反告警信号后，通过人工修改定值调整零序ＣＴ极性。

3.4变电站内值班监视
加强变电站内值班监视，尤其是雷雨灾害天气时，根据10kV线路保护装置、消弧装置、故障录波器等微机保护发出的异常信息进行综合判断。

当10kV线路发生高阻接地时，10kV线路保护装置和故障录波装置会记录零序电压、电流突变量，装置发出异常告警信号，为变电站值班人员提供了重要的判断依据。

结语
通过对10kV线路高阻接地故障进行分析，可以提高对10kV线路高阻接地故障的判断和处理能力，缩短10kV线路高阻接地的处理时间，降低发生概率，对电网设备快速恢复正常运行而言有着非常积极的意义。

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