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探讨10kV架空线路单相接地故障的预防

作者:黎远疆     文章来源:本站原创    更新时间:2015年01月13日     
内容预览
探讨10kV架空线路单相接地故障的预防
 
地址:新疆伊犁霍尔果斯口岸
邮编:835221
单位:新疆兵团第四师电力有限责任公司
姓名:黎远疆
邮箱:13319735335@163.com
 
 
兵团第四师电网通过农村电网升级改造项目建设,对四师电网进行全面的升级改造建设,目前四师电力公司拥有35kV变电所26座, 10kV架空供电线路总长1157㎞;基本改善了原来10kV架空线路老化、质量差、供电标准低的局面。提高了10kV线路技术标准,加强了10kV架空线路的绝缘水平,降低了10kV架空线路的停电次数,减少了线路损耗,提高了供电质量和可靠性。但由于我公司的10kV架空线路分布在各团场及地方乡镇,10kV架空线路架设在道路旁、树林边、田地边、河渠边。10kV架空线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是在雨季、大风、雪等恶劣天气条件下,造成单相接地故障频繁发生,严重影响了变电设备和配电网的安全、经济运行。本人结合多年的工作实践,就10kV架空线路单相接地故障发生的原因,对变电设备和配电网的安全、经济运行的影响和单相接地故障的预防、发生后的处理以及采用新技术、新设备等方面进行经验上的交流。
一、 单相接地故障的原因
1、单相接地故障检测
由于某种原因导致10kV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,停运该线路,汇报上级调度,由线路的运行维护人员处理故障。
2、单相接地故障发生的原因
  10kV架空线路在实际运行中,发生单相接地故障主要有:线路上的绝缘子或配电设备的绝缘击穿接地;导线断线或脱落接地;因天气原因,如雷电、大风、雨雪等造成的接地;因树木歪倒或树枝断落造成的接地;因人为或车辆造成的电杆倒斜接地;由其它原因造成的接地。
10kV架空线路在实际运行中,10kV架空线路基本都是架空的裸导线线路,因天气、线路设施损坏或绝缘击穿,经常造成10kV架空线路发生各类停电故障,其中10kV架空线路故障率最高的是单相接地故障,10kV架空线路单相接地故障越占总故障原因的80%以上。
二、单相接地故障的危害和影响
1、 对变电设备的危害
  10kV架空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,我公司已发生变电站10kV母线电压互感器烧毁11台,严重的造成设备损坏、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。
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、对人畜危害
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,可能发生人身触电伤亡事故,也可能发生牲畜触电伤亡事故。
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,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。根据我公司近几年的供电可靠率统计,因单相接地故障的停电次数约占70%以上。
5、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。由于配电线路发生的单相接地故障,将大量的电能流入大地,影响供电企业的供电量指标和经济效益。
6、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8小时),将造成更大的电能损耗。
三、 单相接地的预防措施与处理
1、预防措施
对于10kV架空线路单相接地故障,可以采取以下方法进行预防,以减少单相接地故障发生:
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。
2)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。
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)在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。
5)在配电线路上使用高电压等级的绝缘子,提高配电网绝缘强度。
2、发生单相接地故障后的处理办法
  当10kV架空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”并与绝缘摇表、蹬杆检查等办法相结合,尽快找到故障点并消除。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。
四、 应用新技术新设备
1、小电流接地自动选线装置
  在变电所加装小电流接地自动选线装置,此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路,时间短,准确率高,改变传统人工选线方法,对非故障线路减少不必要的停电,提高供电可靠性,防止故障扩大。目前,已有部分变电站加装了这套装置,取得了良好效果。在实际应用中,应注意此装置与各10kV出线间隔上的零序电流互感器配合使用,否则不能发挥任何作用。
2、单相接地故障检测系统
  在变电所的配出线出口处加装信号源,在配电线路始端、中部和各分支处三相导线上加装单相接地故障指示器,指示故障区段。10kV架空线路发生单相接地故障后,根据指示器的颜色变化可快速确定故障范围,快速查到故障点。目前这一检测系统已在一些10kV架空线路上应用,能够快速查找故障点,节省时间,提高供电可靠性,增加供电量,取得了较好效果。
3、金属氧化物避雷器
在10kV架空线路和变台上采用金属氧化物避雷器代替FS-10阀型避雷器,放电效果好,可以耐多重雷击,绝缘击穿率低,运行稳定。
4、高压绝缘架空导线
   采用JKLGYJ—12绝缘架空导线代替架空裸导线。绝缘架空导线是大幅度降低由于外力原因造成线路单相接地、并引起短路、或断线的有效措施,在树林密集地区解决了线路由于空间走廊狭窄,安全距离不够,架设线路的困难。架空绝缘导线与架空裸导线相比,体现了较多的优越性:一是事故率明显减少,减少了触电伤亡事故、单相接地、相间短路故障事故;二是改善了树线矛盾,大量树木不必修剪砍伐;三是架设空间缩小,释放了供电能力,同杆可多回路架设,降低了造价;四是架设方便、灵活性高,并可带电作业;五是减少停电事故,保证了对用户的正常供电,提高了供电可靠率。  
  10kV架空线路单相接地故障对变电设备和配电网的安全、经济运行有较大影响,应在实践中总结经验,并积极应用新技术、新设备,预防单相接地故障发生,发生后尽快查找和消除故障点,提高供电可靠性,增加供电量,减小对人身和设备的危害,从而保证电网的安全、经济和稳定运行。
 
 
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