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10kV配电线路单相接地的故障及其处理

发布于：2016-10-14 10:06:14 来自：电气工程/供配电技术 [复制转发]

电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3～66 kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。

在小电流接地系统中，单相接地是一种常见故障。

10kV配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生，单相接地故障更为频繁。

发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h，这也是小电流接地系统的最大优点；但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。

单相接地故障的特征及检测装置

1、单相接地故障的特征

中央信号：警铃响，“某千伏某段母线接地”光字牌亮，中性点经消弧线圈接地系统，还有“消弧线圈动作”光字牌亮；

绝缘监察电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），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无摆动，若电压表不停地摆动，则为间歇性接地；

中性点经消弧线圈接地系统，装有中性点位移电压表时，可看到有一定指示（不完全接地）或指示为相电压值（完全接地时）消弧线圈的接地报警灯亮；

发生弧光接地时，产生过电压，非故障相电压很高，电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能烧坏电压互感器。

2、真假接地的判断

电压互感器一相高压熔断器熔断，发出接地信号。发生接地故障时，故障相对地电压降低，另两相升高，线电压不变。而高压熔断器一相熔断时，对地电压一相降低，另两相不会升高，线电压则会降低。

用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，发出接地信号。

这种情况只在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可以判定，投入一条线路或投入一台所用变压器，即可消失。

系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，倒运行方式时，会发出接地信号。此情况多发生在系统中倒运行方式操作时，经汇报调度，在相互联系时，了解到可先恢复原运行方式，消弧线圈停电，调整分接开关，然后重新投入，倒运行方式；在合空载母线时，可能激发铁磁谐振过电压，发出接地信号。

此情况也发生在倒闸操作时，可立即送上一条线路，破坏谐振条件，消除谐振。

3、检测装置

对于绝缘监察装置，通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。

它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式为Ynynd。

这种接线的优点是：

第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；

第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。

当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。

网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。

值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地故障，并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是与母线共用的。

发生单相接地故障的原因

导线断线落地或搭在横担上；

导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；

导线因风力过大，与建筑物距离过近；

配电变压器高压引下线断线；

配电变压器台上的10 kV避雷器或10 kV熔断器绝缘击穿；

配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；

绝缘子击穿；

线路上的分支熔断器绝缘击穿；

同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；

线路落雷；树木短接；鸟害；漂浮物(如塑料布、树枝等)；

其它偶然或不明原因。

单相接地故障的危害

1、对变电设备的危害

10kV配电线路在出现单相接地故障后，变电站10kV的母线上的电压互感器检测不到电流，则是会在开口三角形上产生零序电压、电流增加等，如果运行的时间过长，就会导致电压互感器的损坏。

单相接地故障后，也有可能会出现谐振过电压的情况。谐振过电压是正常电压的几倍大小，因此严重的话会对变电设备的绝缘保护装置产生危害，造成变电设备绝缘部分的击穿，从而导致重大事故的发生。

2、对配电设备的危害

单相接地故障还有可能会导致间断的弧光接地现象，同时谐振过电压会击穿绝缘保护层，产生线路的短路事故，出现配电变压器烧毁的事故，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。

3、对区域电网的危害

严重的单相接地故障，可能破坏区域电网的稳定，造成更大事故。

4、对人畜的危害

像导线落地这种类型的单相接地故障，一旦出现配电线路持续工作的情况，那么同配电设备近距离的行人以及线路的检查人员（尤其是夜间的线路检查人员），极有可能发生跨步电压产生的电击事故，还有可能会发生牲畜被电击的事故。

5、对供电可靠性的影响

10kV配电线路接地，除了要进行人工的选线之外，还会对没有出现单相接地故障的配电线路进行停电，暂停对其他用户的正常供电，这对供电企业来说，会直接影响其供电的可靠性，同时单相接地故障还要进行配电线路的停止运行，对配电线路中出现故障的线路进行查找和维修，在维修期间无法做到对用户进行正常的供电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件，和在山区、林区等复杂地区，以及夜间、不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

6、对线路的影响

10kV配电线路中的单相接电故障，其中的配电线路中接地会产生大量的大地放电现象，这种大量的放电属于一种直接的电能损耗，根据电力企业的相关规定，这种配电线路的接地运行不能够维持2个小时以上，一旦超过2个小时，会造成大量的电能浪费

7、造成电量的损失

10kV配电线路接地过程中，平均的接地电流处于6到10A之间，根据现今的电力水准计算，会产生约34560kVH的电能浪费。