探讨10kV配电线路单相接地故障及措施
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摘 要：本文主要通过对lOkV配电线路单相接地故障和配电变压器雷害原因及防雷措施和配电线路单相接地故障产生的原因、危害及影响的分析，并提出了有效的防护方法以及对配电变压器的防雷措施做了简单的概述，提高了供电的可靠性。
关键词：配电线路；接地故障；措施
1 前言
10kV配电线路经常发生单相接地故障，尤其是在恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。某局2007年的20次异常中，单相接地故障占了5次，2008年的23次异常中，单相接地故障占7次。单相接地故障发生后，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，系统可运行12h，这也是小电流接地系统的最大优点;但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此，要尽量减少接地故障的发生，确保供电的稳定性。
2 单相接地故障产生的主要原因
通常情况下，发生单相接地故障的主要原因有导线在绝缘子上绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上;导线断线落地或搭在横担上:配电变压器高压引下线断线:导线风偏过大，与建筑物距离过近;配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地:配电变压器台上的或熔断器绝缘击穿和杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上;导线上的分支熔断器绝缘击穿;绝缘子击穿;线路落雷;树木短接等。以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树木短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因。
3 单相接地故障造成的危害
(1)对配电设备的危害。单相接地故障发生后，可能产生间歇性弧光接地，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。同时可能烧毁配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，严重者可能发生电气火灾。
(2)对配电网的危害。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)对变电设备的危害。10kV配电线路发生单相接地故障后，电压互感器铁心饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。单相接地故障发生后，也可能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出穿，造成更大事故。
(4)对供电可靠性的影响。发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性。另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，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。
(5)对线损的影响。发生单相接地故障时，由于配电线路接地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)，将造成更大的电能损耗。
(6)对人身的危害。对于导线落地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员，可能发生人为触电伤亡事故。
4 单相接地故障预防及处理办法
4.1 预防方法
采用以下几种方法可以预防单相接地故障发生:
(1)对配电线路定期进行巡视，主要是看导线与树木、建筑物距离，导线在绝缘子中的绑扎和固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。
(2)在农村配电线路上加装分支熔断器，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。
(3)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。
(4)对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备进行绝缘测试，不合格的及时更换。
(5)在配电线路上使用高一级电压等级的绝缘子，提高配电网绝缘强度。
4.2接地故障处理办法
配电线路发生单相接地故障后，运行维护单位应立即组织人员巡视线路，查找故障点，在查找过程中采取分片、分段、分设备的“排除法”，并与绝缘摇测、蹬杆检查等办法相结合，尽快找到故障点并消除故障。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，则可能是其它不明偶然原因造成;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 配电变压器雷害原因及防雷措施
雷击对配电变压器造成损坏的情况也是非常严重的。2006年某局IOkV配电变压器共损坏12台，其中因雷击损坏8台，占66.6%;因高低压侧熔丝配备过大损坏2台，占16.7%;因其他原因损坏2台，占16.7%。数据表明，雷击是配电变压器损坏的主要原因。
5.1 配电变压器的安装位置不合适，易遭雷击
众所周知，高地势是最易受雷击或感应放电的高发地带。在山区，农网低压线路分布在田野、山间，一般无防雷保护，容易遭受雷击。因此，一般山区选择10kV配电变压器的安装位置时，除考虑用电负荷中心，便于高压侧电源接线和低压侧出线等因素外，还要考虑尽量避开雷击区，尽量不要将配电变压器安装在最高点，并严格按照有关规程的规定做好防雷设施，以减少雷击事故的发生。
5.2接地极接地电阻阻值偏大，造成雷击
在山区高地势地带，土壤的电阻率一般比较高，安装避雷器接地装置时如不做特殊降阻处理，且接地体埋深不够，势必造成接地电阻不合格;如果接地装置日常无人维护、长年失修，也会导致接地电阻超过规定值。这样当雷电电流通过避雷器沿接地极向大地释放时，由于接地极接地电阻阻值过大，致使雷电电流释放受阻，强大的雷电电流一部分被迫向配电变压器或线路方向释放，造成配电变压器损坏。同时接地极接地电阻阻值偏大，当低压侧线路落雷时，不能有效地降低雷电流产生的“反变换电压”幅值，从而使配电变压器遭受雷击损坏。
根据规程规定，容量100kV•A及以上变压器的接地电阻阻值不应大于4Ω，配电变压器低压侧每路出线中性线重复接地点不应少于3处其接地电阻阻值不大于10Ω;容量100kV•A以下变压器的接地电阻阻值不应大于10Ω，每路出线中性线重复接地点不少于3处，其接地电阻阻值不大于30Ω。在山区要达到这个要求，一般都很困难，但可以采用增加接地极数量，延长接地线的办法，并将接地极尽可能引入山沟、水塘中，或使用降阻剂等加以解决。
5.3避雷器未做交接试验或损坏后发现不及时，造成雷击配电变压器损坏
在安装之前，必须首先核对避雷器铭牌，其规格是否与安装地点的要求相符合，同时应对避雷器认真进行交接试验，验证其性能必须符合出厂标准和《电力设备预防性试验规程》的相关规定，各种部件应完整，瓷绝缘无损伤。
当避雷器安装后，其上端接相线，下端三相短路并可靠接地;避雷器相间距离不应小于有关设计安装规程的规定;避雷器在运行中必须定期进行巡视和检查，重点检查瓷套管是否完整、表面有无闪络痕迹，引线连接及接地是否牢固。每年雷雨季节之前，应将避雷器做1次预防性试验，经试验确认不合格的避雷器应及时更换。
5.4避雷器的接地引下线不符合规程要求，雷电电流不能泄入大地
目前，避雷器接地引下线主要存在下列问题:有的未按照规程规定进行正确安装，而采用简单捆绑的方法，经过一段时间捆绑部位将会松动脱落;有的接地引下线受外力破坏发生断裂、丢失;有的接地引下线连接点紧固不牢，存在虚接现象等。雷雨季节一旦避雷器动作，在强大的瞬时雷电电流的作用下，接地引下线不合格的连接点立即被烧断，致使瞬时雷电电流不能立即向大地释放，安装的避雷器根本起不到应有的作用。所以.避雷器的接地引下线应采用焊接或螺栓连接。接地引下线选择铜线时，其截面积不应小于16mm2;选择钢线，其截面积不应小于24mm2（相当于铝的等效截面积25mm2)。配电变压器运行单位还应经常对避雷器进行巡视检查，及时发现接地引下线松动、断裂或零部件丢失等问题，并应及早处理。
5.5 正、反变换过电压的产生，损坏配电变压器
大部分10kV配电变压器高压侧都装有避雷器，但低压侧未装设避雷器或击穿保险，装设的避雷器或击穿保险未投入等，同时防雷接地与工作接地共用一套接地装置，在这样的配置下，配电变压器很容易产生变换过电压。正变换过电压:当10kV配电变压器低压侧线路遭受雷击时，通过变压器二次绕组的冲击电流产生的感应电动势，将按配电变压器的变压比即25倍作用于高压绕组上，瞬时冲击电压高达200kV,远远超过变压器高压绕组的允许冲击电压75kV，由于配电变压器中性点的绝缘水平较低，很可能发生高压侧绕组绝缘击穿故障。同时，雷电冲击电压通过低压线路侵入用户，也会造成家用电器的损坏。
反变换过电压:当电变压器高压侧遭受雷电时，经过避雷器的雷电电流非常大，在接地装置上产生电压降，这个压降同时作用在低压绕组中性点和低压绕组上，通过电磁感应在高压侧也会产生高电压。星形接线的10kV配电变压器，绝缘水平较低的高压中性点也会出现对绝缘有危险的过电压。因此，在10kV配电变压器的低压侧加装避雷器或击穿保险，既可以有效地保护配电变压器低压侧绕组，同时还能保护高压侧绕组免遭变换过电压影响，这对减少配电变压器事故，提高供电可靠性，具有重要的意义。
6 结束语
通过对10KV 配电线路单相接地故障和配电变压器雷害原因及防雷措施的分析，让我们清楚认识到要尽量减少或避免这些事故的发生，还有待我们不断总结经验和采取更好的防范措施，才能确保供电的稳定性和可靠性。
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