第1个回答 2016-08-20
单相接地故障的分析
1.1 单相接地故障检测
由于某种原因导致10kV配电线路发生单相接地故障后，通过变电站10kV母线上运行的电压互感器，10kV母线绝缘监察装置检测到接地故障并发出接地信号，提示值班员进行处理，经过选线，最终确定发生单相接地故障的相别和配电线路，停运该配电线路(规程规定可以故障运行2小时，但考虑到继续运行一段时间后可能导致单相接地故障扩大成其它事故，故一般停运)，汇报上级调度，由配电线路的运行维护人员查找故障原因，故障点查找到以后，向调度汇报故障点的位置和故障发生的原因，并拿出处理方案和建议。
1.2 10KV系统单相接地故障的特点。
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时故障，多发生在潮湿、多雨天气。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，系统仍可运行1—2h。这也是小电流接地系统的最大的优点。但若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压可升高根号3倍，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常供电；也可能使电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。
1.3故障现象分析与判断
1.3.1 完全接地
如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到0，非故障相的电压升高到线电压。此时，电压互感器开口处出现110V电压，电压继电器动作，发出接地信号。
1.3.2 不完全接地
当发生一相（如A相）不完全接地，即通过高电阻或电弧接地时，中性点位移。这时，故障相的电压降低，但不为0；非故障相的电压升高，且大于相电压，但不大于线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。
1.3.3电弧接地
如果发生A相完全接地，则故障相的电压降低，但不为0，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处处现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号。
1.3.4串联谐振
由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的电感元件，在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，并且继电器动作，发出接地信号。
1.3.5绝缘监测仪表的中性点断线时电网发生单相接地
现象为：三相电压正常，但接地信号已发出。这是由于系统确已接地，但因电压表的中性点断线，故绝缘监测仪表无法正确地表示三相电压情况。此时，电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。
1.4 单相接地故障发生的分析
10kV配电线路在实际运行中，通过归纳和总结，发生单相接地故障主要有以下几种原因:
1)导线断线落地或搭在横担上，配电变压器高压引下线断线
2)导线外力破坏砸断线造成单相接地
3)配电变压器台上高低压线路交叉、导线风偏过大,与建筑物距离过近
4)配电变压器台上的10kV避雷器或10kV熔断器绝缘击穿
5)配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地，熔断器老化或熔丝和设备不匹配造成熔断器不跌落
6）线路雷击造成绝缘子击穿、脱落线路对杆塔放电、线路烧断发生单相接地
7线路上的分支熔断器绝缘不良，不跌落
8)空气湿度大时树木对导线距离不够、鸟害、飘浮物(如塑料布、树枝、风筝等)、其它偶然或不明原因
9)地埋电缆单相接地或受外力破坏造成永久损伤
在以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和地埋电缆单相接地或受外力破坏造成永久损伤是发生配电线路单相接地故障最主要的原因，对近几年来单相接地故障原因统计，上述三种原因占总故障原因的80%以上。
3 单相接地故障的危害和影响
3.1 对变电设备的危害
10kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。
单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。
3.2 对配电设备的危害
单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，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。
3.3 对区域电网的危害
严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统稳定，造成更大事故。
3.4 对人危害
对于导线落地这一类单相接地故障，特别是绝缘导线,如果接地配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员(特别是夜间),可能发生人身触电伤亡事故。
3.5 对供电可靠性的影响
发生单相接地故障后，对发生单相接地故障的配电线路要进行停运，中断正常供电，影响供电可靠性，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在、大风、雨、雪等恶劣气候条件和山区、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。
3.6 对供电量的影响
发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故障配电线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万度，影响供电企业的供电量指标和经济效益。
3.7 对线损的影响
发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间(不超过2小时)，将造成更大的电能损耗。
4 预防和处理办法
4.1 预防办法
对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生:
1）提高配电网绝缘强度,更换裸导线为绝缘导线。
2)对配电线路定期进行巡视，主要是看导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉带螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等、对在巡视中发现的问题和缺陷要及时的处理和上报
3）对线路有严重危害地段要加强巡视周期
4）对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备定期进行绝缘测试，不合格及时更换。
5）对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。
6）在主线路每隔1-2KM装设分段开关和分支配电线路上加装分支开关，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。
7)运行单位严格把好新设备投运验收关,特别是电缆线路的隐蔽工程和电缆标示桩。
8）市区线路应采用环网供电的方式，减少故障停电范围。
9）广泛宣传安全用电知识，尽量减少外力破坏。
4.2 发生单相接地故障后的处理办法
当配电线路发生单相接地后，在上级调度人员指挥下，运行维护单位应立即组织人员巡视线路，查找故障点，在查找过程中可以采取分片、分段、分支、分设备的“排除法”。
1）充分发挥95598联动机制，动员广大用电客户，如发现用电设备有异常及时沟通，减少运行维护人员查找故障的时间。
2）断开线路第一道开关，组织运行维护人员重点排查这段线路。如线路无异常则向调度申请试送前端线路。
3）如线路试送成功则说明故障点在这段线路的下一段，可采用相同的方法尽快找到故障点并消除。
4）如查找发现线路的故障点在线路的中段，运行维护人员应讯速向调度汇报，在调度的命令下断开上一级和下一级开关，隔离故障段，采用环网供电方式尽量缩小停电范围。同时组织人员迅速抢修。
5）对电缆线路可采用先进行隔离后逐个排除的方法进行查找。
如果上述办法未查找到故障点，可请求上级调度对故障线路试送电一次，如成功，则可能是其他不明偶然原因造成，不成功，则用“排除法”继续查找，直到查找到并消除故障为止。
5 应用性技术新设备
5.1 SHZN-3000型线路监测终端系统
1） 线路运行在线监测系统是一套远程实时在线监测线路故障及其他运行参数的系统，可以在计算机或手机上准确检测到故障位置。其主要功能是对接地、短路、停电、缺相、电网和变压器防盗，过流、负荷电流、电缆头温度、升压、降压等故障和参数进行监测。
2）接地故障检测判椐：架空线路：接地相电压降低3KV以上，零序电流突变为10A以上；电缆线路：监测零序电流大于一定数值，即三相电不平衡电流（20A）以上。电缆由于电感、电容的作用，本身零序电流较大，且是个相对稳态值。
3）安装地点：在配电线路始端、中部、分支及分支电缆头上各安装一组线路故障监测终端。配电线路发生单相接地故障后，根据线路故障监测终端发出的信号可快速锁定故障范围，查到故障点。目前这一检测系统已在我公司线路上应用，可以快速查找故障点，节省时间，提高供电可靠性，增加供电量，取得了较好效果。
5.2 金属氧化物避雷器
在配电线路和变台上采用新型避雷器淘汰老型避雷器，新型避雷器放电效果好，可以耐多重雷击，绝缘击穿率低，运行稳定。
5.3绝缘导线放电间隙
在架空绝缘导线经过雷电多发的地方，安装绝缘导线放电间隙，可以有效的减少雷电对线路及设备的损坏。