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单相接地故障的现象分析及处理办法

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单相接地故障的现象分析及处理办法

在小电流接地的配电网中,一般装设有绝缘监察装置。当配电网发生单相接地故障时,由于线电压的大小和相位不变(仍对称),况且系统的绝缘水平是按线电压设计的,所以不需要立即切除故障,尚可继续运行不超过2h。但非故障相对地电压升高1.732倍,这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。此外,在仍可继续运行时间内,由于接地点接触不良,因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电,并在一定条件激励下产生谐振过电压,这对系统绝缘造成的危害更大。为此,必须尽快处理排除单相接地故障,确保电网安全可靠运行。 1 单相接地故障的特征 单相接地

(1)配电系统发生单相接地故障时,变电所绝缘监察装置的警铃响,“××母线接地”光字牌亮。中性点经消弧线圈接地的,还有“消弧线圈动作”的光字牌。(图1)

(2)当生发接故障时,绝缘监察装置的电压表指示为:故障相相电压降低或接近零,另两相电压高于相电压或接近于线电压。如是稳定性接地,电压表指示无摆动,若是电压表指针来回摆动,则表明为间歇性接地。

(3)当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,电压表指针打到头。同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断,严重时还会烧坏互感器。

但在某些情况下,配电系统尚未发生接地故障,系统的绝缘没有损坏,而是由于产生不对称状态等,绝缘监察也会报出接地信号,这往往会引起误判断而停电查找。 2 单相接地信号虚与实的判断

(1)电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时,如果故障相对地电压降低,而另两相电压升高,线电压不变,此情况则为单相接地故障。

(2)变电所母线或架空导线的不对称排列;线路中跌落式熔断器一相熔断;使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等,均会造成三相对地电容不平衡,从而使中性点电压升高而报出接地信号,此情况多发生在操作时,而线路实际上并未发生接地。

(3)在合闸空母线时,由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压,也会报出接地信号。此情况多发生在单相断线,间歇性弧光接地等引起的谐振过电压所致,而系统并未发生接地故障。

(4)当10kV线路遭受雷击而产生弧光接地时,使健全相电压互感器电压突然升高,线圈流过很大励磁涌流,使互感器铁心磁饱和,导致线圈电感减少,感抗降低。当感抗小于容抗,健全相互感器铁心磁饱和后,会使中性点电压升高,这时绝缘监察也报出接地信号,实际上电网并未发生接地。

(5)10kV电网运行中,由于单相导线断线;避降调荷时的人为“缺相运行”;大功率单相设备的投运等,均会造成三相负荷的严重不平衡,从而导致中性点电压升高,此时绝缘监察也报出接地信号,而电网并未发生接地。

(6)10kV线路遭受雷击时,由于电场发生突变,导线上束缚电荷变成自由电荷,向导线两侧以近似光速运动,形成过电压进行波而产生感应过电压。此进行波到达线路避雷器时,当冲击电压大于避雷器放电电压时,间隙击穿放电电压受到。但由于避雷器放电间隙伏安特性不一致,阀片非线性系数不同及制造工艺的影响等,使各相避雷器放电电压、残压、灭弧电压不等,导致放电有快有慢而出现三相电压不平衡,从而使中性点电压升高,报出接地信号,然而电网并未发生接地故障。

3 单相接地故障的处理

在小电流接地电网的运行中,当发生单相接地故障,绝级监察报出接地信号时,运行值班人员应沉着冷静进行处理。根据信号、电压表指示、天气情况、运行方式等进行综合分析,区分接地信号的虚与实。并及时向上级调度和领导汇报,做好有关现象的记录。

在进行判断处理时,首先应根据接地故障特征,判明故障性质与相别。其次进行分网运行,缩小停电范围,在分网运行时应考虑各部分之间功率平衡,继电保护配合等因素。而后再检查所内电气设备有无故障:如设备瓷质部分有无损坏,有无放电闪络;设备上有无落物、小动物及外力破坏现象;有无断线接地。再检查互感器熔丝有无熔断,避雷器、电缆头有无击穿损坏等,在确定所内设备无问题的前提下,用瞬停依次拉闸查找法。

目前,有些35kV变电所10kV出线装有接地信号装置,或微机选线装置,当装置正常投入运行时,接地故障线路是很容易区分查出。若是出线未装接地信号装置,其查找处理办法是:依次断开10kV线路母线的分路开关,如断开某路开关接地信号消失,绝缘监察电压表指示恢复正常,即表明所停电线路有接地故障,即可安排消除故障。

假如瞬停分路开关后接地信号仍然存在,说明接地故障不发生在此线路,应立即恢复供电,再依瞬停其他线路,千万不可将所有出线全部断开进行查找。如是将所有10kV出线开并全部断开,就是切除所有出线的对地电容电流,这样会造成系统电容电流的大幅度降低,导致残余电流过大,消弧线圈失去消弧作用,从而在接地点产生间歇性弧肖放电,引发产生过电压,威胁设备绝缘安全。为此,采用瞬停查找法时,千万不可全部断开出线开并查找,而是停一路查一路,恢复供电后再停另一路。

在查出接地故障线路后,对一般不重要的用户线路,可停电排除接地故障,待接地故障排除后方可恢复供电。如属重要用户的供电线路发生接地,应采用措施转移用电负荷,或是投入备用线路,在做好这些工作之后,方可停电查找排除接地故障,尽快排除故障恢复供电以减少停电损失。

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