淺談10KV配電線路單相接電防雷
閱讀：3979發布時間：2013-8-5
摘要：本文主要分析10KV配電線路單相接地故障產生的原因、危害及影響，并提出了有效的防護方法，以及對配電變壓器的防雷措施做了簡單的概述，提高了供電的可靠性。
關鍵詞：10KV配電接地故障防雷措施
1、單相接地故障產生的主要原因
電網短路主要包括包括4種，其中zui嚴重的是三相短路，而單相接地短路則是其中zui常見的短路故障，10kV配電線路在實際運行中，經常發生單相接地故障，特別是在雨季、大風和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發生。比如說黑龍江省龍沙*，2005年的24次異常中，單相接地故障占了7次，2006年的31次異常中，單相接地故障占8次。發生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續供電，系統可運行1～2h，這也是小電流接地系統的zui大優點；但是，若發生單相接地故障后電網長時間運行，會嚴重影響變電設備和配電網的安全經濟運行。
因此電線周圍一定范圍不能有樓房、大樹等物，留出“輸電走廊”。總體的來說，這些都是由于負載不平衡造成的，具體來看，導致單相接地故障配線短路zui常見的原因是導線斷線、絕緣子擊穿和樹木短接。
1.1單相接地故障的特征
*信號：警鈴響，“某千伏某段母線接地”光字牌亮，中性點經消弧線圈接地系統，還有“消弧線圈動作”光字牌亮；
絕緣監察電壓表指示：故障相電壓降低（不*接地）或為零（*接地），另兩相電壓升高，大于相電壓（不*接地）或等于線電壓（*接地），穩定性接地時電壓表指針無擺動，若電壓表不停地擺動，則為間歇性接地；
中性點經消弧線圈接地系統，裝有中性點位移電壓表時，可看到有一定指示（不*接地）或指示為相電壓值（*接地時）消弧線圈的接地報警燈亮；
發生弧光接地時，產生過電壓，非故障相電壓很高，電壓互感器高壓保險可能熔斷，甚至可能燒壞電壓互感器。
2、單相接地故障造成的危害
2.1對變電設備的危害。在10千伏配電線路發生單相接地故障后，簡單地來說，從感性元件和容性元件的特點上就可以判斷出來。當這種配線短路的問題發生后，此時的電壓會變成諧振過電壓，幾倍高于正常電壓，導致變電器絕緣性減弱，甚至會造成擊穿，發生嚴重事故。
2.2影響供電穩定。在單相接地故障發生后，電力部門在選線時，需要暫時對未發生故障的線路停止供電，這就影響了人們的日常生活；而同時發生故障的的配電線也會停電，只要是在維修期間，故障尚未找出和排除時，此電網覆蓋下的區域將持續停電，對社會和人民的生產生活造成極大的不便。
2.3對配電設備的危害。故障發生后，此時的電壓會變成諧振過電壓，將會倍高于正常電壓，導致變電器絕緣性減弱，甚至會造成擊穿，發生嚴重的電路事故。例如將配電器損壞，將壁壘和安全設備損壞，甚至有可能引起火災。
2.4對線損的影響。配電線路發生故障以后，和負荷電流和供應電壓否相應增大，超過線路自身負荷，將會被迫向外放電，不但在相線上有損耗，在中性線上也將會造成損耗，增加了線損的程度。
3、對單相接地故障的預防和處理辦法
3.1預防辦法
對于配電線路單相接地故障，可以采取以下幾種方法進行預防，以減少單相接地故障發生。
對配電線路定期進行巡視，主要檢查導線與樹木、建筑物的距離，電桿頂端是否有鳥窩，導線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固，絕緣子固定螺栓是否松脫，橫擔、拉線螺栓是否松脫，拉線是否斷裂或破股，導線弧垂是否過大或過小等。
對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設備應定期進行絕緣測試，不合格的應及時更換。
對配電變壓器定期進行試驗，對不合格的配電變壓器進行維修或更換。
在農村配電線路上加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時間，有利于快速查找故障點。
在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子，提高配電網絕緣強度。
3.2發生單相接地故障后的處理辦法
當配電線路發生單相接地后，變電所值班人員應馬上作好記錄，迅速報告當值調度和有關負責人員，并按當值調度員的命令尋找接地故障，當拉開某條線路的斷路器，接地現象消失，便可判斷它為故障線路。
4、配電變壓器雷害原因及防雷措施
除了上述導致單相接地故障的原因外，雷害也是導致配變電器損毀的重要因素之一。
4.1配電變壓器的安裝位置不合適，易遭雷擊一般來說，地勢海拔越高越容易引起遭受雷擊等感應放電的發生。我縣同樣位于山嶺地帶，由于山區交通不便，經濟欠發達，故電力設施落后，破損嚴重。遇到雷雨天，很容易被雷擊損壞。因此，在山區地帶安裝配電變壓器時，位置的考慮就至為重要，除了要考慮整體的電網負荷平衡、交通便利和便于安裝導線和維修以外，還必須要注意，不可將變壓器安裝在近制高點，以防過多的聚集電荷而引發雷害。除此之外，還要安裝齊備完善的避雷針等避雷裝置，必須選用質量過硬正規廠家生產的產品，不得選用劣質和不合格產品。
4.2接地極接地電阻阻值偏大，造成雷擊在安裝避雷器接地裝置時，需要對變壓器進行降阻的處理，而且要對接地的部位進行深埋處理，否則接地的電阻將難以達到技術規范要求，很可能會導致事故的發生；而長時間的缺乏保養和維護，也會給事故留下隱患。當雷電電流通過避雷器沿接地極向大地釋放時，致使雷電電流釋放受阻，強大的雷電電流一部分被迫向配電變壓器或線路方向釋放，造成配電變壓器損壞。同時接地極接地電阻阻值偏大，當低壓側線路落雷時，不能有效地降低雷電流產生的“反變換電壓”幅值，從而使配電變壓器遭受雷擊損壞。
根據規程規定，容量100kV·A及以上變壓器的接地電阻阻值不應大于4Ω，配電變壓器低壓側每路出線中性線重復接地點不應少于3處其接地電阻阻值不大于10Ω；容量100kV·A以下變壓器的接地電阻阻值不應大于10Ω，每路出線中性線重復接地點不少于3處，其接地電阻阻值不大于30Ω。
4.3避雷器未做交接試驗或損壞后發現不及時，造成雷擊配電變壓器損壞在安裝之前，必須首先核對避雷器銘牌，其規格是否與安裝地點的要求相符合，同時應對避雷器認真進行交接試驗，驗證其性能必須符合出廠標準和《電力設備預防性試驗規程》的相關規定，各種部件應完整，瓷絕緣無損傷。
當避雷器安裝后，其上端接相線，下端三相短路并可靠接地;避雷器相間距離不應小于有關設計安裝規程的規定;避雷器在運行中必須定期進行巡視和檢查，重點檢查瓷套管是否完整、表面有無閃絡痕跡，引線連接及接地是否牢固。每年雷雨季節之前，應將避雷器做1次預防性試驗，經試驗確認不合格的避雷器應及時更換。
4.4避雷器的接地引下線不符合規程要求，雷電電流不能泄入大地目前，避雷器接地引下線主要存在下列問題：有的未按照規程規定進行正確安裝，而采用簡單捆綁的方法，經過一段時間捆綁部位將會松動脫落；有的接地引下線受外力破壞發生斷裂、丟失;有的接地引下線連接點緊固不牢，存在虛接現象等。雷雨季節一旦避雷器動作，在強大的瞬時雷電電流的作用下，接地引下線不合格的連接點立即被燒斷，致使瞬時雷電電流不能立即向大地釋放，安裝的避雷器根本起不到應有的作用。所以，避雷器的接地引下線應采用焊接或螺栓連接。接地引下線選擇銅線時，其截面積不應小于16mm2；選擇鋼線，其截面積不應小于24mm2（相當于鋁的等效截面積25mm2）。配電變壓器運行單位還應經常對避雷器進行巡視檢查，及時發現接地引下線松動、斷裂或零部件丟失等問題，并應及早處理。
4.5正、反變換過電壓的產生，損壞配電變壓器大部分10kV配電變壓器高壓側都裝有避雷器，但低壓側未裝設避雷器或擊穿保險，裝設的避雷器或擊穿保險未投入等，同時防雷接地與工作接地共用一套接地裝置，在這樣的配置下，配電變壓器很容易產生變換過電壓。正變換過電壓：當10kV配電變壓器低壓側線路遭受雷擊時，通過變壓器二次繞組的沖擊電流產生的感應電動勢，將按配電變壓器的變壓比即25倍作用于高壓繞組上，瞬時沖擊電壓高達200kV，遠遠超過變壓器高壓繞組的允許沖擊電壓75kV，由于配電變壓器中性點的絕緣水平較低，很可能發生高壓側繞組絕緣擊穿故障。同時，雷電沖擊電壓通過低壓線路侵入用戶，也會造成家用電器的損壞。
反變換過電壓：當配電變壓器高壓側遭受雷電時，經過避雷器的雷電電流非常大，在接地裝置上產生電壓降，這個壓降同時作用在低壓繞組中性點和低壓繞組上，通過電磁感應在高壓側也會產生高電壓。星形接線的10kV配電變壓器，絕緣水平較低的高壓中性點也會出現對絕緣有危險的過電壓。因些，在10kV配電變壓器的低壓側加裝避雷器或擊穿保險，既可以有效地保護配電變壓器低壓側繞組，同時還能保護高壓側繞組免遭變換過電壓影響，這對減少配電變壓器事故，提高供電可靠性，具有重要的意義。
5、結束語
10kV配網是電力系統與用戶直接相連的重要環節，點多線長面廣，運行環境較為復雜，它的安全運行水平直接影響供電企業的經濟效益和社會效益。我們應重視10kV配網管理，應在實踐中總結經驗，要做好各方面的管理工作,并積極應用新技術、新設備，預防線路故障發生，提高線路供電可靠性,從而保證電網的安全、經濟和穩定運行，更好地滿足社會經濟發展的需要。
