徐静 王虎

摘 要：10kV配电线路故障多发，受制影响因素较多，而单相接地是配电线路中最为常见的故障类型。本文以宿迁供电公司配网为基础，从理论上分析单相接地的故障特点，阐述当前监控及运行人员对处理单相接地故障的方式方法；在此基础上提出将带有零序电流保护的分界断路器使用在10kV配电线路中，用来快速判断是否为永久性接地还是瞬时性接地，以快速判断并隔离故障，大大缩短运行人员查找故障时间。

关键词：10kV 单相接地 零序电流保护 分界断路器

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

在10kV配电线路运行过程中，单相接地一直占据线路故障的主要类型。文献[1-3]分析了当前国内外小电流接地系统单相接地故障处理方式。小电流接地系统发生单相接地故障后，变电站出线断路器不跳闸，允许线路继续运行1～2h[4]，以在不影响供电情况下，找出故障点。因隐蔽性强，不宜查找，当前宿迁配网在应对单相接地故障时主要通过人工拉合线路开关和分段排查的方法查找故障点，耗时平均为2h，最长可以达到5h。

本文建议在配电线路中使用帶零序电流保护的分界断路器，尤其是对分支线路的控制，通过给断路器设置零序电流整定值和延时时间值[5]，迅速找到接地点，将处理时间降为最低，以提高配电线路的供电可靠性。

1 单相接地故障特点

正常运行时，三相电压对称，每相都有一个超前对应相电压的电容电流流入大地，对地电容电流之和为0[6]。若A相发生单相接地，则其对地电压变为0，对地电容被短接，电容电流也变为0。非故障相对地电压变为该相对A相的线电压，即幅值升高倍。同时，故障线路零序电流等于系统中所有非故障原件（不包括故障线路本身）对地电容电流总和，方向由线路侧流向母线[7]。若中性点经消弧线圈接地，则故障点电流增加一个电感分量，流经故障点的电流则变为全系统对地电容电流和该电感电流的相量和。

2 单相接地设备类型

根据宿迁市区配电网2017年单相接地故障统计知道，主要发生的架空线路、电缆以及避雷器，其中以架空线路所占比例最高，其次为避雷器和电缆。尤其在冬夏时并遇有多发大风、降雪、雷雨等恶劣强对流天气，负荷又较之往常偏高，单相接地故障发生较多。由于上述设备上发生单相接地比较隐蔽，因此严重影响查找故障的时间。

3 当前处理方法分析

在处理单相接地故障时有两种模式，即允许线路继续运行2h及对线路直接停运，宿迁供电公司采用第一种模式处理故障。

即当变电站母线出现单相接地信号时，监控汇报配调。首先由变电运维人员排查变电站内有无故障点，如无故障点且对于不需要改变变电站运行方式，可以直接拉合开关，查找接地线路的情况，配调调度员直接下令给监控员。监控员对同母线各出线断路器分别进行遥控拉合，对于查找到的接地线路允许线路继续运行2h。配调调度员通知配电运行人员进行查线，一般采取拉合线路分段和分支负荷开关进行逐段查找故障段，最终确定故障点。对于复杂线路，通过这种方法处理单相接地故障的时间超过2h后，为防止故障进一步扩大而导致更加严重后果，直接将线路停运。

4 零序电流保护分界断路器实际应用优势和弊端

在10kV配电线路中装设带有零序电流保护的分界断路器，可以快速监测反映出单相接地故障段，将查找故障点时间缩为最短，提高供电可靠性。

配电线路正常运行时，系统中无零序电流。单相接地故障时，系统中产生零序电流[8]，故障线路零序电流等于系统中所有非故障线路对地电容电流之和，由线路侧流向母线侧，因此可以装设零序电流保护设备。由于单相接地时故障线路与非故障线路中都将产生零序电流，为保证动作选择性，保护装置动作电流整定值应大于本线路流经的电容电流。

带保护分界断路器不仅具有处理相间短路故障的速段、过流及重合闸功能，同时具有对单相接地故障的零序保护功能，其零序保护电流整定值和保护动作延时时间均可调，工作时限如图1所示。

由图1可知，给零序保护设置延时时间为△t，整定值为Iset0。单相接地发生前，即t1之前，保护不动作，断路器处于合闸状态；当发生接地后，故障线路零序电流超过Iset0，则保护进入延时，以此判断该单相接地故障是否为瞬时性故障，如为瞬时性故障，接地消失，保护不动作；如为永久性故障，则保护动作，断路器分闸，自动隔离故障。该断路器具有通信功能，可以实现隔离故障的自动反馈，以便使故障状况第一时间被监控和调度掌握。

总结带有零序电流保护的分界断路器实际使用情况得知，对于安装于用户T节点处的带零序电流保护的分界断路器，可以快速切除单相接地故障，有效避免因单相接地故障引发主网母线的电容电流增加和非故障母线对地电压幅值的升高。同时避免单相接地时故障线路连续运行2h以及传统模式下故障选线拉合变电站内出线断路器而导致非必要停电情况的发生。

对于安装在10kV配电线路1#杆和分段处情况看，仍存在一定弊端。如安装在1#杆处，发生单相接地故障，1#断路器动作将导致全线路失电，变电站内无异常；对于非配网自动化线路，调度难以监控，从而不能快速下达指令进行故障查线。对于线路分段处，如线路复杂且存在多分段时，将发生多延时和级差配合复杂情况，影响动作可靠性。

5 结语

通过对10kV配电线路单相接地故障的分析，了解单相接地故障对系统电压和电流产生的影响，总结出该故障特点。对于当前线路实际运行中单相接地故障处理，供电部门通过人工拉合开关进行分段查找故障点，导致故障线路运行时间不能有效保证供电可靠性。通过装设带有零序电流保护的分界断路器，可以缩短处理故障流程，大大降低单相接地故障处理时间；尤其安装在用户线路T接点处，可以降低因分支线路故障导致整条线路停运的事故发生。

参考文献

[1] 尹剑烽.小接地电流系统中中性点经电阻接地的单相接地故障研究[J].科技风，2009（4）：168.

[2] 鲁改凤，化雨，金小兵，等.小电流接地系统单相接地故障选线方法探究[J].电力系统保护与控制，2010，38（12）：44-49.

[3] 浦仕遵，李宏梅.过电流闭锁型接地保护负荷开关在配电网中的应用[J].云南电力技术，2013，41（2）：26-28.