摘 要：单相接地故障作为10 kV配电线路最常见的故障，对农村用电的可靠性和稳定性的保障有严重的影响，而农村独特的地理环境使单相接地故障时常发生，因此探明单相接地故障发生的原因及解决措施尤为重要。通过分析10 kV配电线路单相接地故障产生的原因，探究行之有效的应对策略，为保障我国农村10 kV配电线路运行安全提供可行方法。
关键词：10 kV配电线路； 单相接地故障； 原因及对策；
0 引言
10 kV配电线路是农村电网最广泛的供电形式。目前，农村电网建设规模日益扩大，随之而来的是配电线路故障的频发，其中最主要的故障类型是单相接地故障。研究10 kV配电线路单相接地故障产生的原因并给出合理的应对策略，已经成为保障农村用电安全的必要课题。
1 单相接地故障类型与危害分析
1.1 单相接地故障类型
1）稳定性接地。
根据故障电压的表征情况，稳定性接地可进一步划分成完全和非完全接地。当配电线路单相通过金属等导电体与大地相连，会造成该相电压为0,其他相电压则达到线电压。当配电线路单相通过非金属等导电体或电弧与大地相连，造成该相电压降低但不为0,其他相电压升高且始终小于线电压。
2）间歇性接地。
当接地相不稳定时断时连时称为间歇性接地。例如配电线路单相电弧接地时，接地点出现间歇性熄灭、重燃现象，使配电线路电压极不稳定，同时因电流变化产生磁场震荡。
1.2 单相接地故障的危害
单相接地故障作为10 kV配电线路频发的故障类型，直接关系电力供应的稳定性，严重的会导致配电线路损耗、变电站电力互感器损坏，引起大范围停电事故。此外，单相接地故障时常引发谐振过电压，这种震荡回路中产生的串联谐振现象能瞬间激发电压陡增数十倍。而且，与操作过电压相比，这种过谐振过电压可在一定条件下长时间、稳定存在。特别是35 kV以下电网，谐振造成的事故已经被较多报道。如果不能有效消除此故障，这种瞬间高电压很容易造成变压器绝缘击穿，导致事故影响面积扩大。
2 10 kV配电线路单相接地故障产生的原因
2.1 恶劣的天气环境
在雨季和冰雪特别是大风等恶劣天气条件下，导线被刮到树枝上造成单相接地故障。在农村耕种季节，也会因地膜被风刮起缠绕到配电线路上，或树枝被刮到导线上，造成单相接地故障。
2.2 导线脱落
在施工过程中因导线绑扎不牢固或常年失修，导致导线脱落到导电体上，持续放电致电线烧毁，造成单相接地故障。
2.3 避雷器击穿
通常情况下，为保障配电线路安全稳定运行，会在变压器上安装避雷针。避雷针的工作原理是当放电云层移动至接近地面时，地面电场发生巨大变化，在避雷针的尖端，形成局部电场强度线集中的区域，该区域将影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，电流通过接地引下线和接地装置将流入大地，从而使被保护物体避免遭到雷击。但是当避雷针受损（如密封不良）时，避雷装置内部会进水受潮，阻碍电流的传输，从而引起单相接地故障。
2.4 负荷过重
农业滴灌技术的发展，增加了灌水用电，使配电线路的负荷增加。许多延伸线路架设在老线路上，当负荷增加时，系统电压过低，电线直径小的地方过流量不足，致使该段线路长期运行发热，铝丝融化脱落，造成单相接地故障。
2.5 线路与树木安全距离不够
为保障供电安全，要求配电线路与树木之间距离大于安全距离。但往往农村配电线路多架设在田间路旁，线路与树木之间的距离小于安全距离，当遇到大风天气，大概率会发生单相接地故障。
2.6 人为误操作
由于线路多架设在道路两旁，农忙时节车辆会拉扯到线路，造成接地故障，严重时会将线路拉断，造成大面积电路瘫痪。
2.7 鸟类落在导线上
10 kV配电线路之间通常比较密集，鸟类落在线路上时触碰到导电体也会导致接地故障发生。
3 10 kV配电线路单相接地故障应对策略
3.1 串接消弧线圈并接地
为了解决导线接地产生电弧引起的单相接地故障问题，采取在中性点串接消弧线圈并接地的做法。其原理如图1所示，消弧线圈实质上是带有感性线圈的负载，当线圈上加载零序电压时，感性线圈产生与对地电流电位相反的电流，该电流可以直接消除单相接地故障处产生的电流，在该处的电弧也会随之消除，最终可以解决因电弧而造成的接地故障。
3.2 加强配电线路绝缘密封
在天气潮湿季节发生的单相接地故障（配电线路头部固定处、中间接头处及施工意外损坏到了电缆处产生的接地故障）多由绝缘性降低引起的。而绝缘性降低主要是因为水汽聚集在这些部位，长时间浸泡引起短路故障。针对此问题，可以在线路头部固定出、接头处加装密封层，必要时应将这些部位架起，使之地势增高不易聚集水汽，从而减少接地故障的发生。
图1 中性点经消弧线圈接地发生单相接地故障图
3.3 加快旧线路改造
在新建和改造电路时，施工单位要严把设计与施工质量关、投入运行验收质量关，加快旧线路改造升级工程，尽早将老旧裸导线更换为绝缘导线。定期检查试验变压器，不合格的要维修或更换。定期绝缘测试配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷针等设备，不合格的要及时更换与检修。在配电主干线路上加装分段开关，在配电分支线路上加装分支开关，这样有利于缩小故障范围，在接地故障发生后快速找出故障点，减少停电面积和停电时间。
3.4 做好沿路清查工作及用电宣传工作
定期清查农村配电线路旁的树木，保证线路通道符合规程要求。对周围村民做好护线宣传工作，减少人为外力破坏。特别是在农忙季节收割机运行时要采取安全措施，保护线路安全。禁止在配电线路附近及其上空拉扯绳索和抛掷导电丝束（如铁丝、碳丝等）。
3.5 推广和应用新技术
在配单线路的监察工作中推广和应用新技术、新工艺，提高单相接地故障分析与判断能力和处理故障的能力，有效预防和处理单相接地故障的发生。其中在应用型技术新设备方面，利用故障指示器指示故障点，配电线路运行在线监测系统，可以在计算机或手机上准确检测到故障位置，方便运维人员快速处理。
3.6 加强运维人员培训
为了减少单相接地故障给配电线路运行带来的不良影响，不仅要求运维人员学习有关电力设备运行规程，了解设备的运行状况，在实践中不断总结经验，提高处理突发问题的能力，还要积极改善供电装置的运行条件，及时消除设备缺陷，对供电设备进行日常清洁，防止设备绝缘老化。同时，还要定期举办运维人员技术培训，提高配电线路检修人员的技术水平。
4 结语
10 kV配电线路是农网电力系统的重要组成部分，也是发电、配电和供电的关键一环，其运行的可靠性和安全性直接关系到农业农村经济的发展与农民的生产生活。通过研究分析10 kV配电线路单相接地故障具体产生的原因，有针对性地提出行之有效的解决策略，消除供电不稳定因素，提高供电效率，促进经济可持续发展。
参考文献
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