配电网高阻接地故障保护技术及其发展

配电网高阻接地故障保护技术及其发展李建华，周燕，袁闪闪，杨世辉（国网河南省电力公司洛阳供电公司，河南洛阳471000）

【摘要】配电网中如果出现了有人触电、导线断线这些故障都属于高阻接地故障，目前为止，对于这项故障的检测手段以及保护手段都比较缺失，如今的保护检测装置也不能够满足一定的需求，所以对这项故障保护技术的研究非常紧急，开发这项技术的目的就是可以在触电的时候结束对触电者的伤害，以及在导线落地时候防止引发出严重的火灾问题，我们需要对配电网高阻接地故障进行研究，分析出故障的类型、故障的特征，对这项保护技术的实际应用情况进行研究。

【关键词】配电网；高阻接地故障；故障检测；故障分析；保护技术

【中图分类号】TM862【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）03-0077-02

在城乡公共基础设施的组成部分中,配电网是其中一个重要的组成部分,配电网一般都分布在人口比较密集的地方,因为线路比较复杂,所用到的设备更是分布广泛,再加上人流量非常的多,人口比较密集,所以保证配电网的安全是非常重要的,配电网经常所出现的故障就是断线、树闪以及导致人体触电,直到现在,配电网故障的检测技术和保护技术都没有有效的解决措施,这是一个迫切需要研究解决的一个问题。1配电网主要的高阻故障

1.1导线断线坠地

造成配电网断线故障的原因非常多,主要的原因有两种,一种就是外界的恶劣环境,同样还有就是自身所存在的一些故障,外因就是受到雷电天气影响,积雪的影响,或者是受到人为的破坏,内因就是电力设备出现故障导致,这些都是导致高阻接地故障的主要原因,接地阻抗是导线和地面的接触阻抗,因为接地的电阻都是非常高的,那么就会导致接地的电流非常的小,通过参考国外的对断线高阻故障的研究,可以得到,在坠落到钢筋混凝土地面的时候阻值是最小的,大约是99Ω。当坠落到草地的时候是276Ω,但是坠落在沥青或者沙地的时候,接地的电阻趋向于无穷,也就是说接地的电流可以忽略不计,几乎为零。

1.2树闪

所谓树闪,就是因为受到了外界环境的影响,导致了配电网受到了影响,对树木产生了电力,最终引起的接地故障,这类故障主要是因为受到狂风天气的影响导致配电网受到损坏,这是受到了外界因素的影响,与导线断线相同,还要一种情况就是导线自身出现了问题,如果导线发热过大,线路就会对树木产生电流,那么出现故障的导线就会放电,树木也是其中的一个载体,因为树木并不是导体,相反阻值是非常高的,所以产生的电流的幅值是比较小的,在这种情况下,接地的阻抗主要有两种,分别为异物阻抗和地面的阻抗。

1.3人体触电

人体触电的情况也分为两种,一种是人体直接接触到配电线路,另一种就是通过导体接触到配电线路,这样都会导致故障的发生,接地的阻抗主要是人体的阻抗以及地面的阻抗,通过以前的研究我们可以指导,人体触电还可以分为两个阶段来看,一个阶段就是触电的时候,另一个阶段就是触电被烧伤之后,因为这两个阶段人体的电阻式不同的,人体的电阻一般要超过1000Ω,但是人体在触电之后,皮肤就会被烧伤,人体的组织就会降低,在500Ω左右。

2配电网高阻故障的检测以及防护

在配电网中,有很多种中性点接地的方法,所以再系统进行运行的时候,出现的问题也是多种多样的,故障的类型是不同的,同时进行保护的方法也是不同的。2.1小电阻接地系统高阻防护

(1)零序过电流保护就是需要将线路对地的电流躲避开,

这样做的目的就是可以防止剩下的线路出现了故障,一般就

是接地的故障,容易出现误动的情况,当电缆出线的距离过于

长,那么在此线路中对地的电流就会达到10A,所以整定值大

的时候,高阻故障的灵敏度也是有限的。

(2)小电阻接地系统也并不是完全没有问题的,这个系统

有一个明显的缺陷,也是一个故障明显的特征,故障线路中的

零序电流,和线路对地的零序电流与中性点零序电流之和相

等,这个特征也可以进行利用,对线路进行一定的保护,同样

也能够提高对故障识别的准确度以及灵敏度。当电阻比较低

的时候,故障所产生的电流时非常大的,一般情况下都在1000A左右,但是在正常的情况下,所用到的零序电流互感器

的范围比较大,难以精确的测出电流值非常小的时候,针对这

种情况,应该配置专门的互感器,测量的范围在1~100A之间,

零序电流测量精度应该在5%左右。

(3)当出现的故障是接地故障的时候,就会出现上述所说

的特征,也就是和的特征,就可以根据这个特征来进行判断,

根据上述的特点我们就可以知道,电流的幅值要远远的大于

健全电路,一般都是十倍左右,所以在进行故障判断的时候,

就可以找出零序电流幅值非常大的线路判断为故障线路,如

果不是的话,那么故障就是母线接地出现的故障。在小电阻系

统运行正常的情况下,还存在着一种可能性,就是电容不平衡

从而导致的零序电流,这时候为了保证所确定的故障时准确

的,幅值一定要大,同时,还应该配置更加精确的互感器,这样

就能够保证测量时候的精确度。

(4)导线在坠地的时候一般线路也就是断,,所以在检测

断线故障的时候,可以通过检测线路末端是否出现了失压的

现象来确定是否出现断线故障。

2.2小电流接地系统高阻保护

在系统不接地的时候,接地出现的故障电气特征是非常

明显的,这样的话就可以实现接地的保护。

(1)在出现的故障为高阻接地故障的时候,零序电压的大

小也是有非常明显的差别的,比如不接地系统的电压要远远

的大于小电阻接地系统的电压,但是同样零序电流两者也是

有非常明显的差距的,不接地系统的电流非常小,而小电阻接

地系统的电流要比前者大很多,在进行计算的时候,也应该选

用更加可靠的计算方法。

(2)接地故障法是常用的一个检测方法,这个方法也就是

绝缘检测法,在检测的时候,需要检测出接地系统中零序电压

的情况,记录出电压变化的情况,当零序电压的值过大的时

候,超过一定的值,就会产生故障警告,但是电压检测法有一

定的不足,就是在采用这种方法进行检测的时候,并不能够帮

77