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摘要:造成线路单相接地的因素很多,故障点排查也相对困难,怎样减少配电线路的单线接地故障一直是供电网研究的课题。本文根据具体供电所10kV线路、仪器工作状况,分析了如何才能保证供电网线路的安全可靠,尽可能提高供电质量。首先描述了供电所10kV配电线路单相接地故障,进而提出了合理的预防措施和解决问题的方案。
关键词:10kV线路;单相接地;预防措施;解决方案
关于10kV线路供电网的故障分析,我们了解到其中主要的事故发生在单相接地。尤其是10kV农网线路,地理环境相对较差,在夏天雷雨天气最容易出现单相接地。单相接地故障会形成非事故性的电压升高,长时间处于接地工作状态极易损伤供电设备。严重的甚至出现人员伤亡,单相接地是阻碍配电网线路可靠稳定运行的重要原因。
一、造成单相接地故障的主要原因
1、导线脱瓶所致
主要发生在施工现场,导线脱瓶,落在杆顶或者横担上,出现单相接地故障。导线捆绑不牢固、年久失修,如果碰上刮风下雨的天气,导线容易被刮断,也可能在捆绑处漏电,烧毁导线。
2、击穿针瓶所致
原因有以下两个:一是地势高起,容易被雷电劈中,只要有雷雨天就一定出现针瓶被击穿,配电线路中断;二是针瓶自身存在质量问题,耐压系数不够,承受力有限,尤其在初春化雪期,常常出现针瓶击穿事故。
3、地膜或树枝飞到导线上所致
为确保不占用耕地,并且保证加压滴灌供电,配电线路大都建设在田间地头或树地里,一年中3月到5月份播种期间,地膜被农用车从地理翻出来,随风刮起绕在导线上,风大的话,树枝也可能被刮到导线上,形成单行接地故障。
4、避雷器材击穿所致
为确保变压器等一系列供电设施的安全运作,依据地区的气候变化,会在变压器上配套安装避雷针,可能与雷电大小有关系,也可能是避雷针本身质量不过关,造成避雷针击穿引起单相接地故障。2011年奎屯曾发生过避雷针击穿事件,当时值班人员描述:工业线单相接地请求配电所检查,排除故障,维修人员接到命令立即感到现场,逐一排查,最后确定是避雷针的问题。经过对变压器的避雷设备进行仔细检查,发现故障点,一处避雷针击穿。其实类似避雷针击穿这种故障,没有局部放电现象,人眼根本无法察觉,只能通过专用仪器的检测才方能知晓。
5、配电线路出现多余的导线所致
目前,农业灌溉发展势头迅猛,提高负载就得增加用电线路,然而供电设施原地不动,增加的线路要延伸架设在原来线路上,所以就出现众多“卡脖子”线路。这种线路的特点就是末端线路半径大于首端。工作人员在考察线路时,发现供电线路只剩中层的钢丝,还有地上烧化的金属铝,依据下落痕迹和白色粉末分析:线路出口线径是95㎡,远在300m处线径是50㎡,到700m转角处线径是70㎡。因为负荷过重,系统电压过低,线径小的导线处,过流量不足,导致导线处于高温状态,进而老化,铝遇热融化脱落;严重的时候,钢丝都会烧断。
6、安全距离不够所致
为了建设、运维的便捷,尽量不占用耕地,配电线路多数架设在路旁。而田间地头多建造绿化带,所以线路与林床过近。廊道安全距离不够,树枝随风摆动接近导线,容易造成单相接地故障。
7、飞禽错落所致
监测人员在巡查过程中,偶尔会发现转角杆底下出现许多飞禽的尸体,由于10kV线路转角杆都有挑线和挑线瓶,线路又相对密集,因而导线之间、导线与横担之间距离都很小。鸟类,比如白鸽、猫头鹰等脚落在横担上,挥动翅膀的瞬间,极可能接触带电导线,造成单相接地故障。
8、人为原因
在繁忙的春种秋收时节,农用车辆施工周期长,夜以继日的工作,为了赶上进度。
由于疲劳驾驶,撞杆、刮拉导线的事故经常发生。造成单相接地故障算是较轻的后果;严重的杆断线折,整个供电系统中断,大面积停电。
二、10kV配电线路单相接地故障的查找
供电站一般都设有监控室,有相应的保护设备,例如过流保护、速断等保护装置。如若线路中出现接地故障,则首要检查变电站,识别继电器动作,分辨工作类型。如果出现单相接地,可以手动操作切换開关。如图,A、B、C三相某一相电流为零,代表是金属性接地;如果电流不为零,判断导线是否掉在横担上或者导线折断,也许是非金属性接地。
图1 三相五柱式电压互感器
每条10kV配电线路在变电站出口,都装有开关,各个用户也有分支保险。假使出现单相接地故障,巡查时,主要检测开关和保险。开关要是已经跳闸或者分支保险丝烧断,那故障点就在附近。
为提高工作效率,供电所在人员密集的区域,都给出了抢修、举报热线。单相接地故障经常伴随着弧光出现,折断的导线落在地上,继续对地放电,同时会引燃地上的干燥物质,人眼能观察到。一经发现就打电话通知值班人员或者辖区电工,抢修人员立即采取措施,抢修,来电。这种方式简便快捷,如果采取奖励政策,会有更多的人参与线路的运维管理的行业中来。
三、单相接地故障的预防和措施
坚决按照《安全操作规程》执行,建立完备的施工、验收制度,严守质量关,杜绝有安全隐患的工程接入配电网。设备购置时,质量不合格的一定不能进入建筑现场,采购人员v必须到声誉良好产品俱佳的公司选购。
1、针对雷区线路
更换电压等级较高的针瓶。对于已经安装的隐患针瓶,应该全部替换下来,降低事故的发生概率。
2、针对地膜或树枝飞到导线上的影响
配电站应采用定期巡视的方法,在故障为出现之前,做好防护工作。有以前的每月一次更该成每周一次到两次。对线路附近的树木看护修剪,如果出现枯死的树干要及时砍伐,从根本上避免对导线的影响。
3、针对避雷器材故障
配电站应把变压器原有的避雷针装置都替换成2011年出的新型避雷针,可靠率98%。
4、针对多余线路问题
10kV配电线路存在“卡脖子”导线已成为政府线路改造工程计划的一部分。线路改造计划已获准,线路图、施工材料正在审核阶段,开工在即。末端电压过低的问题将很快解除,低电压无法启动电机的情况将不复存在。
5、针对线路廊道问题
树木无休止的成长,不断地修剪树枝不再现实,浪费人力物力,也不能完全避免事故的发生。所以,2011年电力公司与部分地区协调并达成共识:一旦树木影响供电,就从根部伐走。供电所与林业部门积极合作,10 kV线路廊道清理工作已全部完成,线路保持畅通。
6、针对飞鸟造成的单相接地故障
采用绝缘材料包裹高压导线的方法,其中包括转角杆挑线、T接杆挑线、变压器引线,确保供电正常的同时,防止鸟类大量伤亡,维护生态平衡。
7、针对机车撞杆刮线
配电站在转角以及田间的电线杆上涂抹夜光漆,在拉线外围套保护套,主要起到警示作用,以此降低事故的发生。
10 kV配电线路是电力体系中的重要组成部分,主要功能就是电能输送,同时是发电、配电、供电的连接纽带。10 kV配电线路是否处于正常工作状态,直接关系到电网长远的发展。
四、总结
10kV配电线路单相接地故障,对于配电站的变电装置以及整个电网的安全经济稳定都有很大的影响,我们应该在实践中积累经验,用于尝试运用新技术、新设备,努力预防单相接地故障的发生,一旦出现了要尽快排查并且尽早消除故障点,节省时间。同时保证配电站供电正常,尽全力减少人身和设施的损害,从而得到一个可靠安全的供电系统。
参考文献:
[1]鲍伟勇.10Kv配电网中FS-10型避雷器爆炸原因分析.《电力自动化产品信息》. 2002.(2):39
[2]丁书文,黄训诚,胡起宙.变电站综合自动化原理及应用,中国电力出版社,2002
[3]康玮,胡世佳.10 kV配电线路单相接地故障成因及预防探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011,28(4):l7.
关键词:10kV线路;单相接地;预防措施;解决方案
关于10kV线路供电网的故障分析,我们了解到其中主要的事故发生在单相接地。尤其是10kV农网线路,地理环境相对较差,在夏天雷雨天气最容易出现单相接地。单相接地故障会形成非事故性的电压升高,长时间处于接地工作状态极易损伤供电设备。严重的甚至出现人员伤亡,单相接地是阻碍配电网线路可靠稳定运行的重要原因。
一、造成单相接地故障的主要原因
1、导线脱瓶所致
主要发生在施工现场,导线脱瓶,落在杆顶或者横担上,出现单相接地故障。导线捆绑不牢固、年久失修,如果碰上刮风下雨的天气,导线容易被刮断,也可能在捆绑处漏电,烧毁导线。
2、击穿针瓶所致
原因有以下两个:一是地势高起,容易被雷电劈中,只要有雷雨天就一定出现针瓶被击穿,配电线路中断;二是针瓶自身存在质量问题,耐压系数不够,承受力有限,尤其在初春化雪期,常常出现针瓶击穿事故。
3、地膜或树枝飞到导线上所致
为确保不占用耕地,并且保证加压滴灌供电,配电线路大都建设在田间地头或树地里,一年中3月到5月份播种期间,地膜被农用车从地理翻出来,随风刮起绕在导线上,风大的话,树枝也可能被刮到导线上,形成单行接地故障。
4、避雷器材击穿所致
为确保变压器等一系列供电设施的安全运作,依据地区的气候变化,会在变压器上配套安装避雷针,可能与雷电大小有关系,也可能是避雷针本身质量不过关,造成避雷针击穿引起单相接地故障。2011年奎屯曾发生过避雷针击穿事件,当时值班人员描述:工业线单相接地请求配电所检查,排除故障,维修人员接到命令立即感到现场,逐一排查,最后确定是避雷针的问题。经过对变压器的避雷设备进行仔细检查,发现故障点,一处避雷针击穿。其实类似避雷针击穿这种故障,没有局部放电现象,人眼根本无法察觉,只能通过专用仪器的检测才方能知晓。
5、配电线路出现多余的导线所致
目前,农业灌溉发展势头迅猛,提高负载就得增加用电线路,然而供电设施原地不动,增加的线路要延伸架设在原来线路上,所以就出现众多“卡脖子”线路。这种线路的特点就是末端线路半径大于首端。工作人员在考察线路时,发现供电线路只剩中层的钢丝,还有地上烧化的金属铝,依据下落痕迹和白色粉末分析:线路出口线径是95㎡,远在300m处线径是50㎡,到700m转角处线径是70㎡。因为负荷过重,系统电压过低,线径小的导线处,过流量不足,导致导线处于高温状态,进而老化,铝遇热融化脱落;严重的时候,钢丝都会烧断。
6、安全距离不够所致
为了建设、运维的便捷,尽量不占用耕地,配电线路多数架设在路旁。而田间地头多建造绿化带,所以线路与林床过近。廊道安全距离不够,树枝随风摆动接近导线,容易造成单相接地故障。
7、飞禽错落所致
监测人员在巡查过程中,偶尔会发现转角杆底下出现许多飞禽的尸体,由于10kV线路转角杆都有挑线和挑线瓶,线路又相对密集,因而导线之间、导线与横担之间距离都很小。鸟类,比如白鸽、猫头鹰等脚落在横担上,挥动翅膀的瞬间,极可能接触带电导线,造成单相接地故障。
8、人为原因
在繁忙的春种秋收时节,农用车辆施工周期长,夜以继日的工作,为了赶上进度。
由于疲劳驾驶,撞杆、刮拉导线的事故经常发生。造成单相接地故障算是较轻的后果;严重的杆断线折,整个供电系统中断,大面积停电。
二、10kV配电线路单相接地故障的查找
供电站一般都设有监控室,有相应的保护设备,例如过流保护、速断等保护装置。如若线路中出现接地故障,则首要检查变电站,识别继电器动作,分辨工作类型。如果出现单相接地,可以手动操作切换開关。如图,A、B、C三相某一相电流为零,代表是金属性接地;如果电流不为零,判断导线是否掉在横担上或者导线折断,也许是非金属性接地。
图1 三相五柱式电压互感器
每条10kV配电线路在变电站出口,都装有开关,各个用户也有分支保险。假使出现单相接地故障,巡查时,主要检测开关和保险。开关要是已经跳闸或者分支保险丝烧断,那故障点就在附近。
为提高工作效率,供电所在人员密集的区域,都给出了抢修、举报热线。单相接地故障经常伴随着弧光出现,折断的导线落在地上,继续对地放电,同时会引燃地上的干燥物质,人眼能观察到。一经发现就打电话通知值班人员或者辖区电工,抢修人员立即采取措施,抢修,来电。这种方式简便快捷,如果采取奖励政策,会有更多的人参与线路的运维管理的行业中来。
三、单相接地故障的预防和措施
坚决按照《安全操作规程》执行,建立完备的施工、验收制度,严守质量关,杜绝有安全隐患的工程接入配电网。设备购置时,质量不合格的一定不能进入建筑现场,采购人员v必须到声誉良好产品俱佳的公司选购。
1、针对雷区线路
更换电压等级较高的针瓶。对于已经安装的隐患针瓶,应该全部替换下来,降低事故的发生概率。
2、针对地膜或树枝飞到导线上的影响
配电站应采用定期巡视的方法,在故障为出现之前,做好防护工作。有以前的每月一次更该成每周一次到两次。对线路附近的树木看护修剪,如果出现枯死的树干要及时砍伐,从根本上避免对导线的影响。
3、针对避雷器材故障
配电站应把变压器原有的避雷针装置都替换成2011年出的新型避雷针,可靠率98%。
4、针对多余线路问题
10kV配电线路存在“卡脖子”导线已成为政府线路改造工程计划的一部分。线路改造计划已获准,线路图、施工材料正在审核阶段,开工在即。末端电压过低的问题将很快解除,低电压无法启动电机的情况将不复存在。
5、针对线路廊道问题
树木无休止的成长,不断地修剪树枝不再现实,浪费人力物力,也不能完全避免事故的发生。所以,2011年电力公司与部分地区协调并达成共识:一旦树木影响供电,就从根部伐走。供电所与林业部门积极合作,10 kV线路廊道清理工作已全部完成,线路保持畅通。
6、针对飞鸟造成的单相接地故障
采用绝缘材料包裹高压导线的方法,其中包括转角杆挑线、T接杆挑线、变压器引线,确保供电正常的同时,防止鸟类大量伤亡,维护生态平衡。
7、针对机车撞杆刮线
配电站在转角以及田间的电线杆上涂抹夜光漆,在拉线外围套保护套,主要起到警示作用,以此降低事故的发生。
10 kV配电线路是电力体系中的重要组成部分,主要功能就是电能输送,同时是发电、配电、供电的连接纽带。10 kV配电线路是否处于正常工作状态,直接关系到电网长远的发展。
四、总结
10kV配电线路单相接地故障,对于配电站的变电装置以及整个电网的安全经济稳定都有很大的影响,我们应该在实践中积累经验,用于尝试运用新技术、新设备,努力预防单相接地故障的发生,一旦出现了要尽快排查并且尽早消除故障点,节省时间。同时保证配电站供电正常,尽全力减少人身和设施的损害,从而得到一个可靠安全的供电系统。
参考文献:
[1]鲍伟勇.10Kv配电网中FS-10型避雷器爆炸原因分析.《电力自动化产品信息》. 2002.(2):39
[2]丁书文,黄训诚,胡起宙.变电站综合自动化原理及应用,中国电力出版社,2002
[3]康玮,胡世佳.10 kV配电线路单相接地故障成因及预防探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011,28(4):l7.