10kV配电线路单相接地故障分析及处理措施

10kV配电线路单相接地故障分析及处理措施

【摘要】文章首先介绍单相接地故障产生的原因及危害，并找出合理的应对措施，提高电网电力供应的安全性和稳定性。

【关键词】10kV；配电；单相接地；故障

引言

通过对10kV配电网发生的相关事故进行分析，可以发现单相接地是故障的集中发生地。而频繁的单相接地故障不仅会对配电设备的正常运行产生一定的影响，更为严重的是可能引发人身事故，单相接地故障也是影响配电线路安全的重要因素。但是引起10kV配电线路单相接地故障的原因有很多，故障查找的工作也是比较困难的，因而需要对单相接地故障的原因继续详细的分析，并且实施有效的措施来进行防范，同时也需要运用先进的技术和设备来提高故障查找工作的效率。

1 单相接地故障分析

1.1 单相不断线接地故障

该故障主要表现为：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地也即金属性接地），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变化较小，若电压指示变化频繁，则为间歇性接地。中性点经消弧线圈接地的系统，则可见消弧线圈动作，产生中性点电流。发生弧光接地时，可能还会产生弧光过电压，非故障相电压升高较大，甚至可能烧坏电压互感器。

1.2 单相断线电源侧接地故障

单相断线电源侧接地故障表现与单相不断线接地的故障表现基本一致。对断线侧之后的配电变压器的供电有较为严重的影响，断线点后的配电变压器可能转入较长时间的两相运行。

从上式可以看出，要减少负序电流，减小电流的不对称度，就要求变压器的零序阻抗最小，零序电流在变压器两侧能够流通。由于三相变压器一般都做成三铁芯柱式的两相运行，配电变压器的绕组接线为Y/Y0，由零序电流所引起的磁通不能抵消，只能经过空气和外壳构成闭合回路，从而在变压器外壳上造成不可容许的过热。

1.3 单相断线负荷侧接地故障

由于是负荷侧接地，在系统变电站的绝缘监视指示变化很小，绝缘监视变化

的原因是断线后的电容电流变化引起的。断线点后的线路与系统通过配变联系，其电容电流值减小为零，若断线后的线路所占配电系统线路总长度的比重较小，这种变化基本可以忽略。

2 单相接地故障的危害和影响

2.1 对变电设备的危害

10kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10kV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。特别是发生弧光单相接地故障后，可能产生几倍于正常电压的谐振过电压，严重时可发生变电设备绝缘击穿事故。

2.2 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、熔断器绝缘击穿直至烧毁。

2.3 对发电机的危害

单纯的单相接地故障，仅引起发电机定子绕组对地电压升高，对发电机不会造成很大影响。但单相接地的同时发生断线，则会对断线点之后的发电机产生较大的负序电流，在发电机内出现负序磁场，此磁场以同步转速与转子相反的方向旋转，在转子绕组及转子本体中感应2倍工频的电流，将引起转子绕组及转子本体产生附加发热。同时，负序电流还将引起100Hz 的机械振动和噪音，可能损坏发电机。

2.4 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，这也是单相接地故障可能发生的最严重的事件之一。

2.5 对客户供电可靠性的影响

发生单相接地故障后，一方面进行人工选线时可能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，特别是在大风、雨雪等恶劣气象条件以及在山区、林区等自然环境复杂的地区，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

3 单相接地故障的处理

3.1 单相接地故障后的处理方法

配电线路发生单相接地故障后，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。当值调度员根据小电流接地自动选线装置查找故障线路，或者根据运行经验采用试拉出线的方法寻找接地故障线路，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。当查找出故障的配电线路后，应及时通知运行人员和用电检查人员，对该线路和与其相连接的中压用户设备进行全面巡查。

3.2 现场查找单相接地故障的注意事项

单相接地故障后，现场设备均有可能是接地的设备，故而必须加强故障巡线人员的安全管理，主要注意以下几点。

（1）故障巡线应至少两人一组，各小组与总协调人之间保持通信畅通，严禁单人故障巡线，严禁未停电、验电、挂接地线情况下登杆检查。

（2）巡视检查配电设备时，不得越过遮栏或围墙。打开环网柜、分支箱、箱式变外箱门前，必须查看设备外观无异常发热变形、聆听无异常声音后方可打开柜门或箱盖，并不得擅自进行倒闸操作。

（3）故障巡视人员应穿绝缘鞋或绝缘靴，配备必要的防护用具、自救器具和防暑防寒药品；夜间巡线应携带足够的照明工具。

（4）严防触及断落或悬挂空中导线，故障巡线应沿线路外侧进行；大风时，巡线应沿线路上风侧前进；故障巡线应始终认为线路带电；巡线人员发现导线、电缆断落地面或悬挂空中，不得触摸或靠近，并应设法防止行人靠近断线地点8米以内。

4 结束语

10kV 配电线路的单相接地故障是最常见的故障类型，对用户供电和人身安全有较大的安全隐患，不仅供电企业需认真对待，各类工矿企业（存在大量的中压配电线路）更需要引起重视。因此，必须加强对10kV 配电线路的单相接地故障的分析和处理，尽量减少故障带来的影响，确保供电安全。

参考文献：

[1]肖白，束洪春，高峰.小电流系统单相接地故障选线方法综述[J].继电器，2001.

[2]陈羽.利用暂态信息的小电流接地电网接地故障选线系统的研制[M].北京：清华大学，2003.