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10kv配电线路接地故障原因及有效预防措施

作者：雷国威

来源：《科技创新与应用》2014年第01期

摘 要：当今时代，电的应用在人类的生活、工作以及社会发展等方面都起到了重要的作用。由于实际环境中载荷的变化、设备的老化以及天气等多种因素，10kv配电线路的故障率较高，这就使在城镇、乡村居住的用户收到较大的影响，并且其故障带来的潜在危险也是令人畏惧的。因此，构建完整且安全的输电网络是人们所迫切需要的。文章主要研究10kv配电线路中频发的单相接地故障，针对其发生的原因和处理的方法以及采用新的技术设备预防、控制单相接地故障的相关措施进行深入的探讨研究。 关键词：10kv配电线路；故障原因；预防措施 1 关于10kv配电线路单相接地故障 1.1 单相接地的描述

配电线路中某相的导线丧失了对地绝缘的能力，因此该相导线的电流经过接地处流入到大地中，进而造成了单相接地的故障，这在电气故障中出现较多的故障之一，该故障会破坏三相系统的平衡，导致电压的急剧升高，进而引起电压的谐振以及破坏非故障相的绝缘性能。 1.2 造成10kv配电线路接地故障的原因

首先，自然灾害方面的因素。一般是雷击的原因，10kv配电线路是一种架空的线路，在雷雨频发的季节，其在空旷环境中比较容易受到雷击，遭受雷击后的配电线路会有绝缘处被击穿和断线以及避雷器烧毁等现象；树木的原因，现在城市等的绿化工程等建设导致树木枝繁叶茂，在风雨天气时，树枝会造成配电线路的断裂等现象；还有动物的原因，某些飞禽经常在电线上停落造成线路的破坏，还有猫鼠等攀爬至变压器上造成配电线路的短路；风偏大时，会与周围的建筑物造成摩擦，破坏了线路的表面等。

其次，人为方面的因素：（1）某些不法分子为了自己私欲，实施电缆的盗窃，严重的造成了倒塔等事故的发生，这造成的危害非常大，并且其涉及也非常广。（2）有的用户在销户以后，为了减少拆除等费用，会偷偷的把变压器私自的拆除，这就会使残留的高压线头暴露在空中，不仅给供电企业带来了极大损耗，还造成安全的隐患问题。（3）如今交通比较繁忙，有不少的违规行驶的车辆撞到电线杆，这就会是线路中的某些部位松掉，使固定的钢架结构遭到破坏。

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最后，管理疏漏的因素。在建设配电线路时，某些的配电设备的质量比较劣质，例如，绝缘子的破裂和避雷针的脱落以及变压器的故障等问题，相关的管理者不能及时的进行相关设配的检查，最终导致了配电线路停电事故。还有一些配备长时间的不维修更换以及风吹日晒，使其产生瓷化的现象，这就会导致保险的熔断现象，由于管理者的检查管理的不到位，不能及时发现线路中的缺陷，导致设备故障的产生，最终产生了严重的后果。 1.3 关于10kv配电线路单相接地故障的危害及影响

1.3.1 对变、配电设备造成的危害。10kv配电线路单相接地故障发生以后，变电站中的母线电压感应装置会测到存在零序的电流，进而导致电压感应装置内的铁芯产生饱和现象，使得励磁电流量增大，倘若较长时间如此的工作运行，会将电压感应装置烧毁，造成配电设备的损坏以及大面积停电等事故；故障发生以后，有机率会造成间歇性弧光接地现象，产生谐振过电压，其高于正常的电压，产生的过电压会将绝缘子击穿并造成配电线路短路，同时发生电气的火灾。

1.3.2 对配电线路网络的危害。发生单相接地的故障后，会使区域内配电网络系统的稳定状态得到破坏，造成区域范围性的停电，可能会造成各种各样的事故。

1.3.3 对配电线路供电可靠性及供电量的影响。首先，出现线路的故障就需要人工的选线工作，对相关的配电线路要中断供电，进而会影响到供电系统的可靠性；其次，在停运发生故障的配电线路并寻查故障发生位置以及故障消除的过程中，无法保证用户的正常用电，再加上天气等不确定因素的影响，可能会造成较长时间和较大面积区域的停电现象，这就对配电线路的供电可靠性造成较大影响；还有，在进行配电线路的整修时，会降低供电量。根据相关的统计表明，因为配电线路单相接地故障的发生，每年会减少供电量达十几万度，这不仅影响了供电企业所要完成的供电量指标，还会极大地减少企业的经济效益等。 2 对单相接地故障的预防以及控制措施

针对10kv配电线路单相接地故障的情况，我们可采取以下的方法进行预防，进而降低单相接地故障的发生率。

2.1 加强线路巡视检查与试验的力度

主要检查电线与树木、建筑物的距离是否安全，电杆是否有鸟窝等杂物，导线是否脱落、松动等故障；对10kv配电线路中的变压器和绝缘子以及避雷装置等进行定期的测试，做到及时的维修及替换。

2.2 安装相应的支路熔断器

通过安装相应的支路熔断器，可以缩小接地故障发生的范围，减少故障带来的停电区域的面积以及停电整修的时间；使用耐电压等级更高的绝缘子，进而提升配电网络的绝缘强度；在

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变电站的出线处安装信号源，在配电线路中安装单相接地故障的指示器，并且能更加快速的找到故障点的位置。 2.3 借助消弧线圈

自动调谐接地选线装置的消弧线圈，使接地选线装置实时并准确的进行对地电容变化的跟踪，进而可以快速有效的解除配电线路单相接地故障。 下面介绍一下消弧线圈的工作原理：

由图1知：电流I和电容性电流IC以及电感性电流IL组成了接地弧道，消弧线圈中流经接地弧道的IL可以抵消流入该处的IC，因而使接地的电流极大程度的降低。这就可以使接地电弧能够自动的操作熄灭的工作，进而降低了单相接地造成的两相短路的机率。如图2所示，人为的构造了系统的中性点并接入了消弧线圈，即在10kv配电线路的母线上接三相变压器（即接地变），接地装置同电压互感器以及零序电流感应设备等进行配合的使用，不仅能及时、准确的找到单相接地故障发生的线路，还能减少停电的时间，提高了配电线路的供电可靠性，防止了故障的进一步扩大。

图1 消弧线圈的工作原理 图2 接地变和消弧线圈

最后，应用新技术及新的设备。（1）自动接地选线装置能够自动的选择出单相接地故障的配电线路，并且时间较短，精确度高，提高供电的可靠性，进而防止单相接地故障的扩大。但是要注意该装置与零序电流感应器的配合使用，否则的话就不能很好的发挥其本身的作用。（2）利用金属氧化物的避雷装置，该装置的放电效果好，可承受严重的雷击，并且结构较为简单，运行较稳定而且还能降低过电压。（3）配电线路中单相接地故障的检测系统。安装单相接地故障的指示器，来指示相关故障的区段。配电线路单相接地故障发生后，可以根据故障指示器颜色的变化可以迅速的确定故障位置的范围，并能准确的找到故障位置。 3 结束语

10kv配电线路接地故障的发生，不仅给供电企业带来巨大的影响、损失，还影响到人们的正常生活与工作等。经过上述的一些列的故障原因和预防措施及处理方法等，要确保供电系统的稳定安全性，需要相关技术水平的提升，还要有相关的制度来监督，并融会贯通相关的专业知识来解决配电线路接地故障的问题，进而减小配电线路接地故障对人身以及装置设备等造成的危害，进一步保障配电线路的安全可靠性、经济性以及运行的稳定性。 参考文献

[1]柯俊杰.10kv配电线路接地故障查找及分析[J].无线互联科技，2011（5）.