10kV线路接地故障及处理措施

10kV线路接地故障及处理措施

杜迪斐

广东集明电力工程有限公司广东东莞523000

摘要：10kV线路接地故障是整个配网系统最具代表性的故障之一，只有加大对故障问题的重视力度，采取科学有效的解决措施，才能防范故障。本文对10kV系统运行方式的特点对其常见故障进行总结与分析，探讨如何处理和预防这些问题。

关键词：10kV线路；接地故障；影响

0引言

接地故障是10kv电路当中最为常见的电路故障，减少接地故障的发生概率有很重要的社会意义，不仅能够提高用电体验，还能够创造出更多的经济效益。但由于10kV线路长、负荷分散、设备数量多、运行维护条件差、保护措施少，所以很可能发生接地故障。因此，有必要对10kV线路高阻接地故障进行分析，从而为减少10kV线路高阻接地故障的发生，确保配电网的安全、经济、稳定运行以及广大用户的用电安全提供保障。

1现行10kV系统运行方式的特点

目前我国10kV电网系统采用小电流接地运行方式，常见的接地方式主要有三种:中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地。

中性点不接地，即中性点对地绝缘，系统结构简单，运行方便，多用于以10kV架空线路为主的供电系统。当发生单相接地故障时，流经故障点的稳态电流可近似看作电网中非故障相电缆、架空线路及所有电气设备的对地耦合电容电流。如果是瞬时故障，一般能自动熄弧，恢复正常运行。当发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，而相电压和线电压维持不变，规程规定允许运行1～2h，一般不影响用户的供电可靠性。

中性点经消弧线圈接地是在变压器10kV侧中性点接一个消弧线圈，然后接地，用消弧线圈的感性电流对非故障相容性电流进行补偿，进而自行熄弧。目前，以架空线为主的地区多采用消弧线圈串联电阻方式，这种方式兼备消弧线圈和小电阻的优点，是10kV系统较为理想的一种接地方式。目前许多变电站都配置了自动跟踪补偿消弧装置，可以通过调节电感值对接地线路进行有效补偿。当发生单相接地故障时，能有效抑制故障点的残压，减小故障电流。

中性点经小电阻接地是指在变压器中性点经一个小电阻接地，该电阻在单相接地时产生短路电流，且与故障相耦合电容构成并联回路，是电容电荷的释放元件和谐振的阻压元件。在系统单相接地、短路电流小于定值时，可通过接地电流启动零序保护直接动作于跳闸。当发生单相接地故障时，线路的继电保护动作可靠性高，能迅速有效切除故障。

210kV线路高阻接地的现象

10kV线路发生的接地故障，一般可分为弧光接地、金属性接地和高阻接地。弧光接地危害最大，接地时若不能及时熄弧，将产生高于3Um（电源相电压）的过电压，容易发展为相间短路。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电压互感器熔断器熔断有类似之处。此外，受到10kV线路零序电流计算复杂、保护装置采样精度、互感器参数误差等因素影响，变电站运行人员对线路接地的判断会受到一定干扰。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。

310kV系统运行方式对线路高阻接地判断的影响

随着电网科技的进步，许多变电站内都装设了智能化单相接地保护装置，其原理是在10kV线路发生接地故障时，系统零序电压升高（正常运行时零序电压接近于零，接地后将产生零序电压），非接地线路零序电流为容性电流，相位超前零序电压近90°，而接地线路零序电流为所有非接地线路零序电流之和，相位滞后零序电压近90°。保护装置根据以上特征进行选线，对瞬时性故障可以实现在线消除而不使系统跳闸，从而提高供电可靠性；对永久性故障则可准确选线，及时切除故障线路。10kV的接地方式及馈线配置差异决定了发生接地故障时处理方式的不同，也造成了保护装置的动作情况有所不同。消弧线圈接地方式虽然可在线消除瞬时性单相接地故障，但是测控复杂、选线准确率低、包容性差。小电阻接地方式选线准确率高，但供电连续性差，在发生高阻接地故障时，存在一定的盲区。总结设备长期运行经验，10kV线路发生高阻接地故障时，受到系统运行方式多变、保护装置定值复杂、接地故障不明显等因素影响，容易导致误选接地线路，误报甚至是误动作，给变电站安全运行带来极大的危害。

410kV线路高阻接地故障的处理措施

高阻接地故障状态复杂，接地电阻变化范围大且不稳定。当接地电阻大到一定程度时，故障信息微弱，故障特征不同于常规，即三相电压和零序电压的偏移量都很小，零序电流也很小，一般的监控系统和保护装置所采集到的变化量都不明显，且只有在接地电阻小于某临界值时，接地相才是三相电压幅值中最小的一相。

图1高阻接地故障保护动作录波图

图1为高阻接地故障保护动作录波图，C相高阻接地，接地电阻为7325Ω，接地电流为0.8A，A相电压为5420V，B相电压为6610V，C相电压为5860V，零序电压为1500V。

基于以上分析，可以采取以下方法进行判断和处理。

（1）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。这样可以避免系统运行方式、接地电阻变化的影响，大大提高高阻接地故障选线的准确性。

（2）加强变电站内值班监视，尤其是雷雨灾害天气时，根据10kV线路保护装置、消弧装置、故障录波器等微机保护发出的异常信息进行综合判断。当10kV线路发生高阻接地时，10kV线路保护装置和故障录波装置会记录零序电压、电流突变量，装置发出异常告警信号，为变电站值班人员提供了重要的判断依据。

（3）提高调度进行选线判断的效率。调度部门应制定10kV线路接地试流顺序表。在10kV线路发生高阻接地时，优先选择负荷较轻、出线较长、发生接地故障概率较大的线路进行试流，无人值班站可通过监控中心进行轮换试流，降低接地故障对线路和用户的影响，大大提高供电可靠性。

（4）根据10kV系统的运行方式，推广应用多功能新型接地选线装置。结合10kV系统的接地方式，制定适应性判据和可靠动作条件，提高装置监测和判断的精度，缩短故障处理的时间。

5结束语

综上所述，经过以上对10kV线路高阻接地故障的分析可以看出，熟悉有关现场运行规程，了解设备的运行状况，能提高运行人员分析问题、判断问题及处理问题的能力，在出现接地故障时正确判断，缩短查找处理接地故障的时间，尽快恢复对用户供电，从而保证供电设备的安全正常运行，提高供电可靠性。

参考文献

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[2]续卫国.浅谈10kV线路接地故障的查找[J].电工文摘.2016(02).