10KV线路单相接地故障分析及处理方法初探

10KV 线路单相接地故障分析及处理方法初探

编写人：罗剑

葛洲坝集团电力有限责任公司 湖北 宜昌 443002

[摘要] 雷雨季节是10KV 配网线路故障的多发期，所有故障中最突出的故障是线路接地故障，且查找和处理起来也比较困难。假如线路长时间接地运行，可能烧毁变电站TV 一次侧保险丝，引起值班人员拉闸停电，导致整条10KV 馈路停电，更严重的是在接地运行可能引发人身事故。10kV 配电线路采用中性点不接地" 三相三线" 供电方式，提高了供电可靠性，减少了线路损耗，增强了配电线路的绝缘水平，降低了跳闸率。但采用" 三相三线" 供电方式的农村10kV 配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，严重影响了变电设备和配电网的安全、经济运行。

[关键词]单相接地故障；分析；处理；措施

一、单相接地故障的形成

10kV 配电线路在实际运行中，发生单相接地故障的主要原因有导线在绝缘子上绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线断线落地或搭在横担上；配电变压器高压引下线断线；导线风偏过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿；同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；导线上的分支熔断器绝缘击穿；绝缘子击穿；线路落雷；树木短接等。以上多种原因中，导 线断线、绝缘子击穿和树木短接是配电线路发生单相接地故障最主要的原因。

二、单相接地故障的危害和影响

(1)对变电设备的危害。10kV 配电线路发生单相接地故障后，电压互感器铁心饱和，励磁电流增加，假如长时间运行，将烧毁电压互感器。单相接地故障发生后，也可能产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事 故。

(2)对配电设备的危害。单相接地故障发生后，间歇性弧光接地产生几倍于正常电压的过电压，使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故。同时可能烧毁配电变压器，使线 路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，严重时可能发生电气火灾。

(3)对配电网的危害。严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统稳定，造成更大事故。

(4)对供电可靠性的影响。发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，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，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

(5)对人身的危害。对于导线落地这一类单相接地故障，假如接地配电线路未停运，对于 行人和线路巡视人员，可能发生人为触电伤亡事故。

(6)对线损的影响。发生单相接地故障时，由于配电线路接地直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，假如按规程规定运行一段时间(不超过2h) ，将造成更大的电能损耗。

三、单相接地故障的处理方法

1、传统处理方法

线路接地时，变电站运行人员在听到告警铃响后，会推拉确定具体的10KV 接地馈路，然后电话通知供电站查线。供电站传统的接地查线处理方法可分为2种：经验判定法和推拉法。

第一种、经验判定法

一般情况下，供电站在接到变电站查线通知后，有经验的运行人员会首先分析故障线路

的基本情况：线路环境（有无存在未及时处理的树害），历史运行情况（原先经常接地）等，判定可能引起的接地点，然后去现场进行确认。但不在把握线路情况或线路分段较少的情况下，一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆设备全面巡视，直至发现接地点。

经验判定法的缺点：①对供电站的要求较高。要求供电站线路日常巡视维护扎实到位，治理基础资料详实准确，并且人员对情况非常熟悉，否则经验判定就无从谈起。②在白天，由于接地现象表现不明显，带电巡视接地故障存在人身安全隐患；在夜晚，接地现象表现为弧光放电，有放电声音，较为明显，但由于需要照明灯具及交通车辆进行配合，增大了另一种安全隐患。③对意外情况，故障经验法不适用。

第二种、推拉法

由线路运行人员对线路分断点的外形或断路器进行开断操作，并同时用电话与变电站进行联系，根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围。

推拉法也存在明显的不足：线路单相接地时，规程规定答应继续运行时间不超过2小时。受此限制，经常会出现接地原因尚未查清，查找工作仍在进行，但变电站就已经拉闸停电的情况。此时会使接地查找工作变得复杂，停电时间延长。

2、现在较为常用的处理方法

第一种、绝缘摇测判定法

为了克服传统处理方法中的缺点，寻求科学有效的线路接地故障处理方法，从2000年开始，对配电线路接地故障的处理做了专题分析和研究，通过对连续几年的运行数据统计分析后发现：偶然原因引起的线路接地次数与绝缘子绝缘平良原因引起的接次数比大致为1：

7。如2000年全年发生线路接地故障29次，其中树害及处为破坏引起的只有4次，其余均为避雷器及绝缘子击穿或闪络引起。因此，对10KV 配电网线路接地故障的处理应重点考虑绝缘子绝缘不良方面的原因。而如何快速有效地发现绝缘不良的绝缘子则成为此类线路接地故障查找的要害。 第一： 线路整体绝缘摇测法

线路整体绝缘摇测法比较适用于长度较短，配电变压器数量较少，没有交叉跨越其他10KV 及以上电压等级线路的10KV 线路。线路整体绝缘摇测法实施前应首先采取安全措施，确保无向试验线路倒送电的可能性，非凡是在工作线路两端不能挂短路接地线的情况下保证人身安全。在线路的最大分段点（能将线路分成前后长度最接近的断点）两侧，如图中96号杆的断路丝具上、下桩头处分别摇测绝缘电阻值。当然，也可以将符合以上条件的某一支线视作整体线路绝缘电阻摇测。这种方法既适用于对线路进行绝缘水平监测，总体把握线路绝缘情况，又适用于传统处理方法查找不出线路接地故障时的情况。

在用线路整体绝缘摇测法查找线路接地故障时，将摇测点两侧绝缘值进行比较，较低的一侧应为故障段。在判定故障段的故障相前，应确保线路配电变压器和电容器均被可行断开，否则，绝缘摇表示分别摇测的三相绝缘值其实是三相相通的绝缘值，比真正的单相绝缘值要小许多。由于在正常情况下同一侧A 、B 、C 三相的绝缘值大体相同，所以摇测后将所有摇测故障段的三相绝缘值进行比较，绝缘值最低的一相应为故障相。按此法依次范围查找故障段，直至找到故障点。由于每次可将故障范围大致缩小1/2，故一般5次以内即可将故障范围缩小到线路总长的1/32长度，大致可以找到故障点。

在线路预防性试验中，晴天摇测绝缘电阻时经验值大于100MΩ为合格。若在晴天摇测中配电变压器丝具没有被拉开，则经验值大于50MΩ即为合格。对于具体的某条线路的某段，应在线路投运时测量并具体记录当时的绝缘电阻值及环境温度，建立完备的线路绝缘档案，这可为以后通过线路预防性试验进行绝缘数据的纵向和横向比较判定线路绝缘是否良好打下良好的基础。

在晴天线路接地故障查找中测得的绝缘值，统计经验是低于40MΩ为不合格，若测试

中配电变压器丝具没有被拉开，则低于30MΩ即为不合格。对于具体的某条线路的某段，应与最近一次预防性试验的绝缘值进行纵向比较，若绝缘值有较大幅度的下降（下降幅度在40以上），则可确定为绝缘损坏。 对于线路分断点较少的线路，可在线路中间解开耐张杆引流线，将悬式绝缘子两侧视作开断点，分别在两侧摇测绝缘来判定接地故障点。

第二种、. 线路绝缘抽查摇测法

对于存在交叉跨越或邻近有其他带电线路，不挂短路接地线无法保证工作人员安全的线路，宜用抽查摇测法进行绝缘测量。根据线路运行的时间长短和事故分析结果，对可能出现故障的线路的绝缘子应及时进行一定数目的绝缘抽样摇测检查，即将可疑段的绝缘子子批抽样，现场更换下来后就地进行绝缘测量，以评价该条线路的绝缘状况。绝缘抽查摇测的重点是避雷器和针式瓷瓶。悬式瓷瓶由于在设计中采取了最少两片，降低电压使用的双保险方案，若其外观良好，绝缘故障的机率极少。 现场绝缘摇测的具体方法是：将避雷器及针式瓷瓶拆下，放在潮湿的沙地上，针式瓷瓶要倒放，将瓷裙埋入沙地最少2cm ，用绝缘摇表线的L 端接避雷器或针式瓷瓶的金属端，将E 端插入沙地，根据需要接屏蔽G 后，即可测试。应注重的是沙地必须潮湿，针式瓷瓶要倒放，否则，摇表电流引线只能采集到瓷件泄漏电流的一部分，会使测量的绝缘电阻值比实际的高许多。用抽查摇测法即可以对单个绝缘子进行测量，也可以对一批绝缘子进行测量，可大大提高检测效率。但是在对一批绝缘子进行测量时，若发现绝缘值偏低，仍然需逐个判定，一直到找出低值绝缘子为止。准确判定出支线的绝缘状况后，可综合评价整条线路的绝缘状况，以便及时采取更换瓷件等措施，提高线路绝缘水平，确保线路安全运行。

四、预防和处理方法

(1)预防办法。对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少 单相接地故障发生：

①对配电线路定期进行巡视，主要是看导线与树木、建筑物距离，导线与绝缘子的绑扎和固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破 股，导线弧垂是否过大或过小等。

②在农村配电线路分支上加装熔断器，可以缩小故障范围、减少停电面积和停电时间， 有利于快速查找故障点。

③对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。

④对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备进行绝缘测试，不合格的及时更 换。

(2)发生单相接地故障后的处理办法。当配电线路发生单相接地后，运行维护单位应立即组织人员巡视线路，查找故障点，在查找过程中采取分片、分段、分设备的" 排除法" ，并与绝缘摇测、蹬杆检查等办法相结合，尽快找到故障点并消除故障。假如上述办法未查找到故障点，可请求上级调度对故障线路试送电一次，如成功，则可能是其它不明偶然原因造成； 不成功，则用" 排除法" 继续查找，直到查找到并消除故障为止。

结论：综上所述，雷雨季节用传统方法查找10KV 线路接地故障有较大的困难，采用整体绝缘摇测法可以收到预期的效果。而且操作简便，速度快，比传统的处理方法要轻易得多，值得推广。当然，以上只是我关于10KV 线路单相接地故障处理方法的讨论，还有许多不足和有待改进的地方，这需要在以后的实际应用中不断的加以完善。