浅谈10kV电力系统中性点接地故障.doc

浅谈10kv10kV电力系统中性点接地故障胡阳（湖南省电力公司永州电业局 湖南永州 425000，胡阳）摘要：随着采用电缆线路的用户日益增加,系统单相接地电容电流不断增加,导致电网内单相接地故障扩展为事故，原有的中性点不接地运行方式已不能适应，如何采用有效的方法排除故障，提高城镇电缆供电的可靠率、提升优质服务水平，是县级供电企业急需解决的问题。关键词：电力电缆 故障点 0 引言随着经济的发展和城市建设步伐的加快，在架空线路通道受限制的情况下，电缆线路接地具有安全、对建筑物距离要求小等特点，尤其适合在旧城区改造和高负荷密度的中心区、商业密集区中建设。，但是伴随而来的是电缆故障数量的增加, 。 中性点不接地方式,即中性点对地绝缘,结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资省、，适用于农村10KV10kV架空线路为主长的辐射形或树状形的供电网络。近些年中性点接地电线电缆故障率占全网故障的16-19，而其中因外力破坏造成的电缆故障占25。由于电缆在地面下敷设,在故障排查等问题上不像架空线路那样直观, 而通常外力破坏造成电缆故障后，责任单位都会掩埋现场逃逸，对运行管理部门及时发现故障点和抢修造成很大困难。在这种形势下，原有的中性点不接地运行方式已不能适应。一 中性点接地电缆故障发生原因当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相短路接地短路,将严重地损坏电气设备。所以,在中性点不接电网中,必须设专门的监察监测装置,以便使运行人员及时地发现一单相接地故障,从而切除电网中的故障部分。在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭,在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭火与重燃的电弧。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(2.5-3)UX,这种过压会传输到接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相短路接地短路。主要是以下原因造成：（1）外力破坏。因市政建设、水利、通信等工程施工误伤运行电缆，近二年占我局电缆故障的25。（2）施工造成机械损伤。由于电缆施工单位未严格按照施工标准进行施工，使电缆弯曲过度而损伤绝缘层或屏蔽层等隐患，致使电缆运行一段时间被击穿。（3）施工工艺差。由于电缆施工人员未按标准施工，造成电缆头或中间接头质量不合格，电缆运行一段时间后出现电缆头或中间接头爆裂现象。（4）电缆过负荷发热。电缆长期过负荷运行造成过热，电缆绝缘加速损坏，导致电缆终端接头、中间接头或电缆薄弱处首先被击穿。 （5）受过电压影响。由于电缆绝缘存在某种严重缺陷，当该电缆线路遭受雷击或其它冲击过电压时，使电缆绝缘击穿。 （6）产品质量缺陷。由于电缆及电缆附件本身质量存在缺陷，出现进水、气泡、砂眼等现象，在电缆运行一段时间被击穿。二 避免中性点接地的故障消除的运行方式 中性点不接地系统，即是中性点对地绝缘。这种接地方式结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资经济。适用于lOkV10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。中性点不接地系统优点在于发生单相接地故障时，由于接地电流很小，若是瞬时故障，一般能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性，根据安规规定，系统发生单相接地故障后可允许继续运行不超过两小时，从而获得排除故障时间，相对地提高了供电的可靠性。中性点不接地方式缺点在于因其中性点是绝缘的，电网对地电容中储存的能量没有释放通路。在发生弧光接地时，电弧的反复熄火与重燃，也是向电容反复充电过程。由于对地电容中的能量不能释放，造成电压升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值可达很高的倍数，对设备绝缘造成威胁。 对于6-10KV10kV系统,由于设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响不大,为了提高供电可靠性,一般均采用中性点经小电阻接地或经消弧线圈接地的方式，。 中性点经小电阻接地方式通过零序电流继电器来保护线路。其优点是:接地时,由于流过故障线路的电流较大,零序过流保护有较好的灵敏度,可以比较容易检除切除接地线路;系统单相接地时,健全相电压不升高或升幅较小,对设备绝缘等级要求较低,其耐压水平可以按相电压来选择。在发生一单相接地故障时,非故障相对电压不会增高,因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑,电网的电压愈高,经济效果愈大,而且在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,单相接地电流往往比正常负荷电流小得多,因而要实现有选择性的接地保护就比较困难,但在中性点直接接地系统中,实现就比较困难,但在中性点直接接地系统中,实现就比较容易,由于接地电流较大,继电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路,且保护装置简单,工作可靠，。 但是其缺点也很明显:由于接地点的电流较大,当零序保护动作不及时或拒动时,将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害,导致相间故障发生;。首先是发生单相接地故障时，不允许电网继续运行，防止短路电流造成较大的损失，因此可靠性不如小接地电流系统。其次中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时，其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。此时若工作人员误登杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。对此需要加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施，以避免事故。第三，中性点直接接地系统单相接地故障时产生的接地电流较大，对通讯系统的干扰影响也大，特别是当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，对通讯造成干扰。 中性点经消弧线圈接接地方式存在的两大缺点,也是两大技术难题,多年来电力学者致力于解决这些难题,已经有了很多成就,具体体现在以下几个方面: 1.中性点位移电压由于电网中性点有不对称电压存在,回路中便有零序电流流过,于是在消弧线圈的两端产生了电位差,该电位差就是通常所说的中性点位移电压。中性点位移电压的增大会导致非故障相的最高对地电压升高。但实测表明,电缆网络中的不对称度一般都很小,由此导致的中性点位移电压也因此受到限制,此外运行中还可通过增大失谐度的方法来进一步降低中性点位移电压(位移电压并非越低越好,因为降低位移电压的同时必然会增大故障点的残流,会对熄弧不利),将其控制在无害的范围内。 2.断线故障过电压运行中的补偿电网,只有在消弧线圈欠补偿运行状态下,由单侧电源供电的线路发生断线故障,同时引起的不对称度、失谐度的变化综合不利时方有可能使中性点位移度显著升高,产生较高的过电压,而在其它运行状态下均不会出现有害的过电压。对这种可能出现的过电压,可通过消弧线圈过补偿运行、加装限压电阻等措施来降低,再加上消弧线圈的铁芯饱和也会抑制过电压,因此这种过电压基本可被限制在无害的范围内。 3.继电保护的选择性小电流接地系统的继电保护选择性问题在过去一直是限制谐振接地方式在中压电网中推广的重要因素,但是随着科学技术的发展,如今新型的微机选线及微机保护装置可灵敏、快速、正确地找到故障线路并发出信号,使运行人员可根据故障线路的负荷状况因地制宜地选择带故障运行或是跳闸。 4.异常动作消弧线圈异常动作的原因很多,但在排除了设备制造质量及错误操作等原因之后,只要做到选型正确、操作无误,就可大大减少异常动作的次数,降低异常动作产生的危害。 随着微电子技术、检测技术的发展和应用,我国已研制生产出自动跟踪消弧线圈及单相接地选线装置,并已投入实际运行取得良好效果,现在正处在推广应用阶段。三 结束语 中压电网的中性点接地方式不止在国内在国外也有不同的观点,现已引起多方面的关注。经过