河源供电局 517000
摘要：配网单相接地故障以及母线故障均是停电事故产生的核心诱导因素，当接地故障出现时，整体电力结构系统会受到损坏，并且也极有可能造成人员伤亡。本文针对10kV配电网运行状况和特点等，对1OkV配网单相接地故障成因进行分析与阐述，旨在探讨出切实可行的对策。
关键词：单相接地故障，10vk配网，电力结构，电力系统
1.引言
配电网络是在电力网中分配电能作用的网络，在我国由于电网发展规划的原因，对配网的投资、建设、重视程度非常有限。配电系统将会作为整个电力系统的终端环节，它是和用户直接相连的，用户在电能持续、安全、稳定、经济等方面的要求都将通过它来体现。随着社会的需求日新月异，用户对供电的可靠性特别是连续性的要求在逐渐提高，另外，由于逐渐扩大的配电网和老旧的配网设施增大发生故障的概率，所以配电系统的故障是不可能避免的。针对此种情况，需要进行单相接地故障合理排除，从根本上提升配电网运行质量与运行效率。
2 10kV线路接地故障原因要点分析
2.1雷电危害与污闪故障
当前农网工程与村村通电工程相继实施，配变数量急剧攀升，使得整体系统覆盖面不断加大，所以此时受雷击概率也会有所增加。需要注意的是，直击雷危害较为多发，加之系统自身防雷力度缺失，所以绝缘质量与耐雷效率较低，还有就是地闪与云闪形成的感应过电压均会存在一定威胁性，随之便会出现接地故障。绝缘子污秽闪络放电阶段，绝缘子会被严重烧伤，此种情况出现也会造成接地故障。
2.2铁磁谐振过电压
电网规模口渐扩大，网络对地电容也会相应增加，此网络结构体系中，电磁式电压互感器设备与相关空载变电器设备，二者非线性电感较大，并且感抗占主导地位，而容抗则位于次位，倒闸操作时，铁磁谐振会出现过电压，基本绝缘薄弱位置会被攻击，致使接地故障产生。
2.3线路质量低
线路安装质量较低且布局较不科学，部分线路并未进行规范式安装，具体交叉跨越距离远远不足，而部分线路在进行安装操作前也没有进行绝缘子逐个遥测绝缘，交流耐压试验环节被忽略会使配变安装接地电阻难以达到预期要求，避雷器设备安装前尚未进行及时检测，低压侧位置处没有安装相应避雷器设备。线路口常运行维护模式不佳也容易造成接地故障，若不能对线路进行定期检修，那么线路问题将会与口俱增，带病运行必将带来不良效应。设备绝缘质量低，绝缘水平低，安装操作与实际安装要求不相符，线路通道中植被的存在使得通道运行受阻，若不能进行树木定期裁剪，便会出现线路接地现象。
2.4 配电网系统单相接地故障定位分析
我国中低压配电网（6kV~66kV）多数为小电流接地方式，其中66kV和35kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式，在 10kV电网中也有部分采用中性点经消弧线圈接地的方式。目前有很多谐振接地系统消弧和故障选线一体化的研究，利用消弧过程中零序电流的变化实现故障选线，本文将这种方法应用到故障定位中，结合故障线路零序电流的特点，提出了相关的区段定位判据。
图2-1所示为一经消弧线圈接地系统，此系统共有n条出线，在第n条出线上F点处发生A相接地故障，接地电阻为R。故障点F将故障线路分为故障点前和故障点后两部分，分别用x和Y表示。其中，Cnx、Cny为故障线路上故障点前和故障后的线路对地电容，L为消弧线圈的电感值。
图2-2谐振接地系统简化结构图
经电阻接地时，零序电压 的幅值将随着接地电阻的增大而减小。同时，零序电压 的相位也有变化。由于零序电流大小与零序电压大小成线性关系，所以各线路的零序电流将随着接地电阻的增大而减小。
通过上面的分析，可以得到谐振接地系统发生单相接地故障后的特点：
（1）发生单相接地时，相当于在故障点处产生零序电压，全系统中零序电压近似相等。
（2）非故障线路的零序电流等于本身的对地电容电流，以母线流向线路为正方向零序电流相位超前零序电压90?。故障线路出口的零序电流等于消弧线圈的电感电流与所有非故障线路零序电流之和，在过补偿方式下，其相位超前零序电压90?。
（3）在过补偿方式下，故障线路上从母线到故障点的故障路径上，零序电压逐渐减小，相位超前零序电压90?；故障点后的线路上零序电压沿线路方向减小，相位也超前零序电压90?。这样，故障路径和非故障路径上的零序电流幅值和相位没有明显的区别，中性点不接地系统采用的定位判据将无法适用。
（4）若经电阻接地，接地电阻的大小将影响到零序电压和零序电流的大小。
对故障线路，计算出的为实际过渡电阻的估算值。
残流增量法是利用在电网发生单相永久接地故障的情况下，若改变消弧线圈的脱谐度（或改变限压电阻的阻值），则只有故障线路中的零序电流（即故障点的残余电流）会随之变化。因此，通过对各条出线在脱谐度改变前后零序电流的变化进行比较，变化大的为故障线路。该方法的可靠性和灵敏度较高，但是对中性点不接地系统和消弧线圈不能自动调谐的系统不能适用。
（5）基于故障暂态信息的方法有首半波法、基于暂态无功方向和暂态能量的选线原理以及基于小波变换的暂态选线原理。
首半波法利用故障起始后一段时间内故障线路暂态零序电压与暂态零序电流极性相反，而健全线路相同的原理选择故障线路。利用暂态信息的选线方法具有较高的可靠性和灵敏度，但信息的频率高且存在的时间有限，对硬件和算法的可靠性要求较高。
3 10kV配网单相接地故障处理方案分析
3.1故障预防
针对引发单相接地故障的因素，适时筛选正确故障预防手段显得尤为重要，目的就是为了有效减少故障发生儿率。首要的即为加强线路巡逻力度，不仅如此，还要及时进行通道障碍清理，通过导线与其他建筑物、植被间的距离检查，来定性是否存在安全隐患，杆顶位置与横担之上需检查是否存在异物，绝缘子位置的导线牢固检查势在必行，查看是否存在脏污破损状况和导线垂弧过大状况，在及时发现问题的同时予以及时处理，全方位、多角度地保证通道畅通与整体线路安全。
3.2合理选线
10kV配网中，基本接地模式即为中性点非有效接地方式，当单相接地故障产生时，需要找准故障点，并进行接地故障常规检测，以此种方案来迅速排除原有故障，但前提则是不能影响整体线路供电可靠性。故障定位与合理选线尤为重要，实践操作环节，正确选线率相对较低，产生此种状况的主要原因即为小电流接地方式故障特征不明显，还有就是会受到负荷谐波干扰，加之选线水平落后致使选线目标难以达成。老旧式操作方案中，借助线路逐条拉闸来进行停电选线操作，尽管此时选线准确率会有所攀升，但城市配电网环境口渐复杂，运用此种模式进行故障排查会耗费过多时间，并且波及范围广，不能有力满足当前配电网自动化需求。因此，需要进行自动选线装置创新与开发，以此来应用到现场选线流程之中，从提高选线质量与选线效率。
3.3故障处理
单相接地故障处理过程中，工作人员需要听从组织安排，与上级达成配合，接地故障点被确定时，应进行负荷适当转移，其后需断开开关以完成故障有序隔离，实施关闭开关。通过汇报审批完成后，故障设备检修工作便应及时跟进，假设故障点出现在母线上，那么我们就不能进行隔离，而是应以停电检修为主，实施故障有效处理。接地故障检查与接地故障处理过程中，务必要保证操作安全性，室内距故障伽范围内时，室外距具体接地故障点范围额度应维持在8。之内，此范围内不允许未穿戴防护服人员随意进入，必要情况下的故障范围检查，工作人员应穿戴绝缘服饰和佩戴绝缘工作手套，使用正规工作设备、器具予以操作。针对不停电运行状况，应仔细观察设备运行态势，有效遏制故障扩大状况出现，保护设备安全及配电安全。
4.结语
在10kV配电网故障中，单相接地状况时常发生，因为中性点非有效接地模式被广泛应用，之后在此基础上减少了故障停电时间，但是无法进行准确选线操作，使得诸多问题滋生。在仔细分析故障成因的前提下，通过故障预防、合理选线以及故障处理等来从根本上提升配电安全性能，使接地故障发生率得以降低。
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论文作者:徐平山
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
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