论文部分内容阅读
摘要：10kV配网是电能从变电站传送到用户的重要环节。由于其线路多，供电半径长且暴露在外界环境中，有的农村线路甚至在丛林中穿行，运行环境非常恶劣，因此很容易发生故障。严重影响了变电设备和配电网的安全、经济运行。10kV配网常见故障有短路故障和接地故障。
关键词：短路故障；接地故障；危害；查找
中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0279-01
一、短路故障
（一）短路故障的定义：短路是电力系统中出现最多的一种故障。所谓短路就是电力系统中相与相之间或相与地之间（对中性点直接接地系统而言）通过金属与导体、电弧或其他较小阻抗连接而形成的非正常状态。
（二）短路故障的危害：1、短路故障严重影响到电网的安全运行。在电力系统中发生单相或两相不对称对地短路故障时，健全相的电压都要升高，其中单相对地短路时健全相的电压可能达到更高的数值这样就有可能击穿线路中的绝缘薄弱环节；2、由于短路电流基本上是电感性电流，它将产生去磁性电磁反应，使发电机端电压下降，同时短路电流流过线路、电抗器等还增大它们的电压损失，因而短路故障发生时，造成故障相的电压大幅度降低甚至消失，且愈靠近短路点电压下降的越多而流经故障点的电流却剧增，有时会达到数千安，对线路中的薄弱环节造成冲击而引起断线。配电网络中的设备也会因为大电流通过承受很大的电动力而发热变形，造成损坏；3、短路故障发生的同时还有电弧产生，弧光电流产生巨大热量，使设备烧坏或爆炸，引起火灾和危及邻近设备的安全运行。
（三）短路故障分类：三相电力系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、和单相短路。按照故障时间长短，短路故障分为瞬时性短路故障（一般断路器保护动作跳闸后重合闸动作能成功）和永久性短路故障（一般断路器重合闸动作合闸于永久性故障后后加速保护动作将故障线路跳开）。
（四）短路故障的查找：短路故障发生后需对短路故障点的判断及对故障线路进行事故巡查。查找出事故发生的原因和可能发生事故的故障点尤为关键，它决定着能否快速隔离故障、恢复供电。一般10kV配网线路保护配置瞬时速断，限时速断和过电流保护，我们可以根据变电站断路器保护动作情况进行初步判断。如果断路器是电流速断保护动作，则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起，且故障点在主干线或靠变电站较近的线路可能性较大。
二、接地故障
（一）接地故障的定义。
所谓接地故障是指线路中某相导线一点对地绝缘性能丧失，该相电流便会经由该接地点流入大地，形成单相接地，它是电气故障中出现机会最多的一种故障，其危害主要在于使三相平衡系统受到破坏，非故障相电压将会升高原来的3倍，可能会引起非故障相绝缘的破坏。
（二）单相接地故障的原因。
10kV配电线路在实际运行中，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；配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿；同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；树竹短接等。以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树竹短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因。
（三）单相接地故障的特征。
1、当发生一相（如A相）不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。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；
2、如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，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出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号；
3、电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或熔断件熔断，此时故障相的指示不为零，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接地信号；
4、由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的铁磁电感元件，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；
5、空载母线虚假接地现象。在母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，并且发出接地信号。但当送上一条线路后接地现象会自行消失。
（四）单相接地故障的危害和影响。
1、对变压设备的危害。
10kV配电线路发生单相接地故障后，电压互感器铁芯饱和，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，可能产生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常的过电压，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；
3、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；
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；
6、对线损的影响。
发生单相接地故障时，由于配电线路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2h），将造成更大的电能损耗。
（五）单相接地的预防和处理方法。
1、对配电线路进行定期巡视，主要是看导线与树林、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和更换；
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绝缘子，提高配电网绝缘强度。
当小电流电网中发生单相接地后，系统中出现零序电压和零序电流，值班人员可以通过绝缘监测系统判断故障相及故障程度，然后通过顺序拉闸的办法寻找出故障线路。故障线路确定后运行维护单位应立即组织人员巡视故障线路，查找故障点，在查找过程中可利用分段断路器或刀闸采取分片、分段、分设备的“排除法”，并与蹬杆检查等办法相结合。总之，当线路发生故障后，在最短的时间内排除故障恢复供电，是提高供电可靠率和保证电网安全、经济、可靠运行的关键。
参考文献：
［1］张国东.10kV配网常见故障分析及采取措施［J］.硅谷，2012-07-08.
［2］刘阳.10kV配网线路常见故障及防范措施［J］.农村电气化，2008-10-10.
关键词：短路故障；接地故障；危害；查找
中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0279-01
一、短路故障
（一）短路故障的定义：短路是电力系统中出现最多的一种故障。所谓短路就是电力系统中相与相之间或相与地之间（对中性点直接接地系统而言）通过金属与导体、电弧或其他较小阻抗连接而形成的非正常状态。
（二）短路故障的危害：1、短路故障严重影响到电网的安全运行。在电力系统中发生单相或两相不对称对地短路故障时，健全相的电压都要升高，其中单相对地短路时健全相的电压可能达到更高的数值这样就有可能击穿线路中的绝缘薄弱环节；2、由于短路电流基本上是电感性电流，它将产生去磁性电磁反应，使发电机端电压下降，同时短路电流流过线路、电抗器等还增大它们的电压损失，因而短路故障发生时，造成故障相的电压大幅度降低甚至消失，且愈靠近短路点电压下降的越多而流经故障点的电流却剧增，有时会达到数千安，对线路中的薄弱环节造成冲击而引起断线。配电网络中的设备也会因为大电流通过承受很大的电动力而发热变形，造成损坏；3、短路故障发生的同时还有电弧产生，弧光电流产生巨大热量，使设备烧坏或爆炸，引起火灾和危及邻近设备的安全运行。
（三）短路故障分类：三相电力系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、和单相短路。按照故障时间长短，短路故障分为瞬时性短路故障（一般断路器保护动作跳闸后重合闸动作能成功）和永久性短路故障（一般断路器重合闸动作合闸于永久性故障后后加速保护动作将故障线路跳开）。
（四）短路故障的查找：短路故障发生后需对短路故障点的判断及对故障线路进行事故巡查。查找出事故发生的原因和可能发生事故的故障点尤为关键，它决定着能否快速隔离故障、恢复供电。一般10kV配网线路保护配置瞬时速断，限时速断和过电流保护，我们可以根据变电站断路器保护动作情况进行初步判断。如果断路器是电流速断保护动作，则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起，且故障点在主干线或靠变电站较近的线路可能性较大。
二、接地故障
（一）接地故障的定义。
所谓接地故障是指线路中某相导线一点对地绝缘性能丧失，该相电流便会经由该接地点流入大地，形成单相接地，它是电气故障中出现机会最多的一种故障，其危害主要在于使三相平衡系统受到破坏，非故障相电压将会升高原来的3倍，可能会引起非故障相绝缘的破坏。
（二）单相接地故障的原因。
10kV配电线路在实际运行中，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；配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿；同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；树竹短接等。以上诸多种原因中，导线断线、绝缘子击穿和树竹短接是发生配电线路单相接地故障最主要的原因。
（三）单相接地故障的特征。
1、当发生一相（如A相）不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。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；
2、如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，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出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号；
3、电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或熔断件熔断，此时故障相的指示不为零，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接地信号；
4、由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的铁磁电感元件，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；
5、空载母线虚假接地现象。在母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，并且发出接地信号。但当送上一条线路后接地现象会自行消失。
（四）单相接地故障的危害和影响。
1、对变压设备的危害。
10kV配电线路发生单相接地故障后，电压互感器铁芯饱和，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，可能产生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常的过电压，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；
3、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；
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；
6、对线损的影响。
发生单相接地故障时，由于配电线路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2h），将造成更大的电能损耗。
（五）单相接地的预防和处理方法。
1、对配电线路进行定期巡视，主要是看导线与树林、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和更换；
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绝缘子，提高配电网绝缘强度。
当小电流电网中发生单相接地后，系统中出现零序电压和零序电流，值班人员可以通过绝缘监测系统判断故障相及故障程度，然后通过顺序拉闸的办法寻找出故障线路。故障线路确定后运行维护单位应立即组织人员巡视故障线路，查找故障点，在查找过程中可利用分段断路器或刀闸采取分片、分段、分设备的“排除法”，并与蹬杆检查等办法相结合。总之，当线路发生故障后，在最短的时间内排除故障恢复供电，是提高供电可靠率和保证电网安全、经济、可靠运行的关键。
参考文献：
［1］张国东.10kV配网常见故障分析及采取措施［J］.硅谷，2012-07-08.
［2］刘阳.10kV配网线路常见故障及防范措施［J］.农村电气化，2008-10-10.