10kV线路高阻接地故障及解决措施

10kV线路高阻接地故障及解决措施

陈付全

广西新电力投资集团有限责任公司玉林市公司

摘要：近年来，在我国社会经济迅速发展的背景下，在国民经济中电力行业已经成为重要的支柱产业，所以确保电力系统正常稳定运行对实现经济可持续发展有着至关重要的作用。现如今，城镇和乡村都普遍应用到10kV配电线路，但是因为很多因素造成的影响，10kV配电线路容易发生接地故障，进而对电力企业造成重大的经济损失。10kV线路接地故障是电网中最易出现的故障，因此必须要及时、准确的对故障进行诊断，确定故障点的位置，针对接地故障及时作出应对措施，有效的提升供电的稳定性。

关键词：10kV配电线路；接地故障；高阻接地；措施

引言

近年来，在我国城镇化建设进程日益加快的背景下，由于人们物质生活水平的提升，人们对供电质量提出更高的要求，所以在我国电力系统中10kV配电线路广泛应用。在应用10kV配电系统中最主要的故障就是接地故障，不仅影响供电的安全性和稳定性，而且影响电力企业的经济效益。因此，对10kV配电线路接地故障原因及有效预防措施进行深入的研究分析，具有一定的必要性。

1 10kV线路接地故障特征

1.1稳态信号特征

（1）零序电流特征。中性点不接地系统发生接地故障以后，故障线路的零序电流是所有非故障线路对地电容电流之和，其方向从线路指向母线。非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路本身对地电容电流方向从母线指向线路。

（2）零序电压特征。中性点不接地系统发生接地故障以后，接地相的相电压降低，非接地相的相电压和零序电压抬高。相电压和零序电压随接地电阻的大小变化，相电压在零电位到线电压之间变化，零序电压在零电位到相电压之间变化。

（3）零序电流与零序电压的相位关系。中性点不接地系统发生接地故障以后，由于线路杂散电容电流占主要成分，零序电流超前零序电压接近90°，零序电压与零序电流分别对时间求导的导数相位相反。

1.2暂态信号特征

（1）暂态零序电流的方向特征。非故障线路与故障线路的暂态零序电流方向相反（消弧线圈影响可以忽略），母线接地故障时，所有线路的暂态零序电流的方向都相同；故障线路的暂态零序电流与暂态零序电压的突变方向相反。

（2）暂态零序电流的幅值特征。暂态零序电流的幅值较稳态零序电流的幅值大很多（一般为十几倍），且持续时间短，约为0.5~1个周波；故障线路故障点前（靠近电源点）的暂态零序电流幅值较大；暂态接地电流值与接地瞬间相电压相位、接地点的过渡电阻有关。

一般接地故障发生在相电压对地正峰或负峰值附近，如果发生在相电压过零附近，则特征不明显。研究表明：接地故障暂态分量受接地电阻影响较大，高阻接地时暂态分量很小。长线路末端接地时，在线路始端监测到的暂态电流波形与故障点附近有很大变化。

2 10kV线路接地故障原因

2.1不可抗力因素

不可抗力是造成单相接地故障的主要原因之一，在风力超过十级、强对流天气或者其它泥石流、滑坡、洪涝、鸟害等自然灾害影响下，极易发生单相接地故障。受极端雨雪、冰雹或雷电的影响下，易造成由绝缘子单相击穿、导线单相断线、避雷器遭受破坏等设备故障引起的单相接地故障。而在大风天气中，易引起树枝触碰导线、飘浮物挂碰导线，甚至发生树木倾倒压导线、电力杆塔坍塌等线路走廊遭受严重破坏的事件，从而形成单相接地故障。

2.2设备自身因素

10kV配电网中的一些电力设备质量粗糙，使用年限较长，日常运行维护不到位，特别是专变用户设备，缺乏定期巡视维护，运行过程中设备表面堆脏积污、受潮、逐渐的老化，绝缘程度持续降低，易引起单相接地故障。

2.3人为因素

大量10kV配电线路位于交通干道或道路沿线，货车车斗的升起、机械设备的施工有可能引起牵扯、触碰、刮断导线，造成单相接地故障的发生。在重大节庆日烟花爆竹的燃放或者由人为因素引发的一些火灾也可能引起电网单相接地故障。除此之外，个人的酒后驾驶而冲撞电力基础设施、偷盗电缆线路等行为都会造成电网被破坏，也可能造成单相接地故障。

3 10kV线路高阻接地

10kV线路发生的接地故障中高阻接地是最复杂和最难发现的，多数高阻接地主要由架空线路断线、树枝挂碰、绝缘子或避雷器老化及被击穿、电缆绝缘受潮等原因造成，特别是在雷雨、潮湿天气时会经常遇到。此外也有许多10kV线路在发生瞬时单相接地故障后，由于外界环境影响而逐步发展为高阻接地。当10kV线路发生高阻接地时，接地故障点的电流小，故障相与非故障相电压变化不大，电压互感器的零序电压比正常运行值略微增大，与常见的10kV电压互感器熔断有类似之处。高阻接地若不及时发现和处理，将会逐步发展为弧光接地，破坏系统的稳定，严重影响供电的安全可靠性。

4 10kV线路高阻接地故障处理措施

根据高阻接地的特点，可以采取零序电压和零序电流变化量的多重判据，零序电压大于整定值时，可以对所有馈线的零序电流幅值由大到小排序，取幅值大的前几条馈线，若某电流与其它电流方向相反，并滞后零序电压相位90°，那么判定该线路接地，否则为母线接地。

4.1零序电流幅值法

直接比较零序电流的大小，理论上接地故障点处于零序电流较大的线路上。该法原理简单，实施方便，但因没有监测零序电压，不能判断零序电流方向，当非故障线路和故障点后面线路的零序电流偏大时，容易引起误报警。

4.2零序电压传导时域法

线路发生单相接地后，接地点变为零序电压源，以一定速度向周边传导，线路上不同地点的多个零序电压监测装置由于安装位置远近不同，接收到零序电压的时刻也不同。每台终端将零序电压数据上传主站，主站结合线路拓扑图，采用特定算法，快速确定接地故障所处位置。该方法只适用于系统电压干净的线路，三相不平衡和谐波分量大时容易受干扰误报，或者各台装置GPS时钟不同步、零序电压启动不同步时也容易出现误报和漏报。

4.3故障预测方法

对10kV线路接地故障进行有效的预防，是十分有必要，并且能降低线路接地故障发生的可能性。常见的故障预测方法有以下几种。（1）定期对10kV线路进行巡检，主要是对导线连接处线夹的温度进行测量，确保其在正常范围内。还要确保变压器的运行环境满足有关规范；还要确保绝缘子安装是否正确。（2）对于线路中的设备要及时的进行预防性测试，如开关、变压器和避雷针等，当测试中发现不合格的设备是，必须要第一时间进行修理或替换。（3）在10kV线路中安装支线开关与分段开关，这样就可以在故障发生时能够有效的缩小诊断范围，从而能够快速、准确的诊断故障点的位置，降低故障所带来的影响。（4）将信号源安装在变电所配出线的出口位置，并且将接地故障指示器分别安装在10kV配电线路的各分支处、始端以及中部处的三相导线上，当故障发生时，就可以根据指示器颜色的改变来快速准确的确定故障范围，从而能够及时的确定故障点。（5）对于变电所的设备与仪器要进行及时的更新，对于供电问题，尤其是一些老旧的设备与仪器、经常出现故障的设备，要及时的替换，确保供电的安全性。

5结束语

在电力系统中10kV线路接地故障不仅影响供电的安全性和稳定型性，还影响社会生产生活的正常用电，甚至对电力企业造成重大的经济损失。因此，对于电力企业而言，必须要正确认识到10kV线路接地故障带来的危害，而且了解导致其接地故障发生的主要原因，以制定有效的预防措施，进而增强线路的维护管理，保证电力系统安全稳定运行。

参考文献

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