方吉吉
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【摘要】
目前，10 kV配电网运行质量的要求日益提高。接地故障发生后，工作人员应及时进行定位和处理，以减少因断电造成的经济损失。本文对10 kV配电线路接地故障进行了分析，并对其产生的原因进行了分析，阐述了快速检测10 kV配电线路接地故障的现有方法和方案，为有关人员进行10 kV接地处理提供了参考。接地故障对配电线路接地故障进行准确定位，可提高10 kV配电系统的稳定性。
关键词：10KV配电线路；接地故障；快速定位方法
0.引言
10 kV配电线路根据短路电流一般分为大电流接地系统和小电流接地系统。接地系统具有中性点直接接地和单相接地故障时电流很大等特点。小电流接地系统的特点是中性点不直接接地，且单相接地故障时电流较小。目前，国内大部分10 kV配电系统采用小电流接地来保证用户的安全。但是，小电流接地系统的缺点是，单相接地故障时，故障电流很小，从而增加了确定单相接地线路、定位故障点的难度。根据统计，我国10 kV配电网故障85%是由小电流接地系统单相接地引起的，包括暂态故障和永久性故障。为确保配电系统的可靠性，有必要对单相接地故障的类型及原因进行分析，并对接地线路进行选择，确定其故障位置。当出现故障时，只有实现10 kV线路的快速定位和故障自动隔离，才能有效缩短停电时间，使无故障区域的供电得到快速恢复。
1.10kV配电线路接地故障与原因分析
（1）10kV配电线路接地故障概况
根据统计，10kV配电线路系统每年发生超过24起故障，其中，单相接地占30%以上。研究发现，10 KV线路单相接地故障的发生概率高达85%以上。对10 KV配电网而言，由于其长期暴露于室外，且受恶劣天气条件影响较大，更容易发生单相线路故障。所以10 KV配电线路更有可能发生这类故障。单相短路故障电流很小。若为瞬态故障，10 KV线路三相电压不变，对相关电源影响不大；可以继续运行一个小时左右，但是若未能及时处理该张海。当相对地电压升高时，会造成非故障区域的绝缘击穿，从而造成相间短路。若10 KV配电网故障为永久接地故障，则产生故障电流的时间相对较长，会影响变压器及配电网的安全。简单地说，一旦10 KV配电网发生故障，就必须迅速定位并排除故障，以保证高压设备的安全和电源的稳定。
（2）发生故障的原因
配电网中的10 kV接地故障可由多种原因引起。在发现问题之前，应该先了解问题的原因。从以往的配电线路维护经验来看，10 kV配电线路接地故障的原因主要有：（1）自然环境因素，主要是天气因素；如遇大风或雷暴天气，易发生单相接地故障。断线和接地故障可能是由于倒杆等原因造成的。雷电也可能损坏变压器绝缘子或分支熔断器绝缘子，从而造成接地的单相故障。（2）外部损害主要由人为损害引起。公路施工过程中，沿路铺设了大量的配电线，极易损坏地下电缆、电线杆，造成地面故障。伴随着城市化进程的不断加快，市政工程建设项目越来越多，由外力引起的电路接地故障的可能性也越来越大。另外，还有一些现象，如故意破坏或滥用电缆设备，可能导致接地故障。（3）装置自身的故障，由于装置安装原因引起的线路接地故障占了很大比例，主要表现在装置的绝缘子故障。由于接线时间长、设备使用寿命长，设备、线路老化，机械强度大幅度下降，造成设备故障。举例来说，配电变型高压引下线的断开故障。配电网故障诊断过程中，设备故障也是维护的重点。（4）设计缺陷问题，配电网络设计中，10 kV配电系统的实际负荷分配可能不能得到充分考虑，从而造成供电系统与发电机组负荷分配的不平衡。在运行过程中，线路长期处于超负荷运行状态，会引起线路过热、烧毁，造成接地故障。这样会大大缩短线路和设备的使用寿命，因此设计质量也需要严格控制。
2.10kV配电线路接地故障快速定位方法
2.1定位方法
（1）人工法
检测线路单相故障时，由于缺乏辅助定位方法，一般采用人工检测线路，即人工法。由故障指示器的动态位置手动判断故障位置。目前10 KV配电网的规模越来越大，配电网的分支也越来越多。因为小电流接地故障会产生小电流，并且持续时间很短，所以指示灯不能正常工作，不能对故障做出反应。为准确定位，10 KV配电线路故障检测逐步取消了这种方法。
（2）阻抗法
阻抗法的原理是当线路接地后，将电阻加到线路的第二侧，再加上零序电流或功率来选择线路。基于电压电流的变换关系，计算出故障线路的阻抗，通过相关数据判断故障点。
（3）信号灯注入法
这种方法的原理是选用专用设备。当10 KV配电线发生故障时，向总线电压互感线注入特征电流信号，然后进行检测，在信号周期中选择该线路。信号在探测到信号消失后消失。
（4）行波法
行波法是指在配电网发生故障时，通过在故障点处检测行波来确定故障点，并利用设备与故障点之间的往返时间来确定故障点。
（5）故障的在线监测系统
该方法主要应用于10 KV电网故障在线监测系统，极大地改变了传统的故障监测方法。其应用主要分为三个步骤：第一步，安装故障定位装置，通常安装在变电所出口，使工作人员了解电路的工作状况，并确定故障位置；第二步，将故障定位装置安装在用户设备的附近。采用这种操作方法，能较好地判断线路故障原因，并做出正确判断。在分支和电缆运行过程中安装故障定位系统。在出现故障时，能准确判断出故障线路，降低了相关人员的维修难度，提高了线路整体的运行效率。
2.2方法比较与选择
每一种10 kV配电线路接地故障快速定位方法各有利弊。使用时要掌握好各种方法的利弊，并根据实际情况加以定位和处理。5种10 kV配电线路接地故障定位方法的优缺点主要有以下几点：（1）人工定位方法由于定位不准确，难度大，难以改进，需要花费大量人力进行检测。（2）阻抗法不仅原理简单、投入低、但定位精度低。（3）在实现故障定位时，信号注入方法不需要复杂的原理，但需使用专用设备。除了投资资金，这种方式还是间歇性的。（4）虽然行波法受外部因素的影响较大，但仍能实现故障定位的准确性。（5）在线监测系统，对系统进行实时监测，可及时获得系统状态，保证定位精度，但要求具有较高的人力资源储备。在选择材料时，不推荐采用成本消耗较高的定位方法。此外，还需要提高人员消除信号注入方法和在线监测系统的能力。对于10 kV配电线路的接地故障，供电公司可采用阻抗法和行波法进行分析。无需投入大量资金，就能保证最终效果的准确性。工作人员能够方便地定位故障点，及时进行处理，提高了供电部门运行的稳定性。
3.结束语
配电网中10 kV接地故障是由多个因素引起的，其故障点的位置因各因素而异。所以要根据原因和实际情况选择最合理、最有效的定位方法。实践证明，对接地故障的判断，首先要保证判断的有效性和判断的正确性，使故障能够及时得到处理，保证配电线路的安全稳定运行。
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