配電線路故障指示器應(yīng)用效果分析

【摘要】相間短路故障造成配電線路跳閘停電，嚴重影響油田生產(chǎn)。我廠近年來應(yīng)用配電線路故障指示器，它可以迅速準確地找到故障區(qū)段，減少了查找排除故障停電時間，提高供電的可靠性。

本文介紹了故障指示器工作原理、使用方法和安裝原則。對我廠近年來故障指示器運行情況進行了分析，查找了運行過程中存在問題的原因，并提出了故障指示器改進的意見。

【關(guān)鍵詞】配電線路；故障指示器

1、引言

對于配電線路來說，線路故障從性質(zhì)上分接地（這里指的是單相接地）、相間短路、接地相間短路三種形式。根據(jù)電網(wǎng)保護的功能，接地故障并不跳閘停電，只能發(fā)出接地信號，6KV系統(tǒng)可以單相接地運行2個小時，時間長了就會對另外兩相的絕緣造成損壞。在這段時間里，利用小電流接地系統(tǒng)可以快速查找接地故障點，排出接地故障。發(fā)生相間短路故障時，配電線路會跳閘停電，將導(dǎo)致大面積油井停產(chǎn)，須要盡快查找故障點，排除故障，恢復(fù)配電線路正常供電。但是油田配電網(wǎng)中，線路分支較多，地形復(fù)雜，故障區(qū)段難以確定。2006年以來，我廠在配電線路上安裝了故障指示器，當配電線路發(fā)生相間短路故障后，迅速準確地找到故障區(qū)段，提高供電的可靠性。

2、故障指示器的工作原理

配電線路故障指示器按功能分為短路故障指示器和短路、接地故障指示器，我廠配電線路安裝的是短路故障指示器。短路故障指示器一般由電流和時間檢測、故障判斷、故障指示驅(qū)動、故障狀態(tài)指示及信號輸出和自動延時復(fù)位控制等部分組成。當線路發(fā)生短路故障時，通過檢測導(dǎo)線的電磁感應(yīng)來檢測線路的電流變化，判別故障，給出故障指示。線路故障指示器采用機械式旋轉(zhuǎn)翻牌指示故障，線路正常運行時為白色，線路發(fā)生短路故障時為紅色。

3、故障查找方法

當線路發(fā)生短路故障時，故障線路上從變電所出口到故障點方向的所有故障指示器均翻牌指示，而非故障線路、非故障分支和故障點后的故障指示器不動作。這樣，搶修人員從變電所出發(fā)，沿著故障線路找到最后一個動作的故障指示器和第一個未動作的故障指示器構(gòu)成的區(qū)間，就找到了故障發(fā)生區(qū)間，從而迅速確定故障區(qū)段、分支及故障點。

如下圖所示，當線路出現(xiàn)短路故障時，根據(jù)線路指示器翻牌情況，既可迅速確定故障點所在區(qū)間，有2#線B相2、5、8指示器和C相3、6、9指示器翻紅牌顯示，而11、12指示器認為白色，可判斷8、9和11、12之間發(fā)生故障。

4、故障指示器的安裝原則

為了方便巡線人員查找線路故障，有效地縮短查找故障時間，故障指示器安裝地點要按照下列原則進行選擇。

4.1安裝在長線路的中段和分支入口處：可指示線路故障區(qū)段及故障分支。4.2安裝在變電所出口：可判明是變電所內(nèi)或變電所外線路故障。4.3安裝在用戶配變高壓進線處：可判明故障是否由用戶原因造成。4.4安裝在電纜與架空線連接處：可區(qū)分故障是否在電纜段。

每個安裝地點的三條導(dǎo)線分別安裝一只故障指示器，可以區(qū)分發(fā)生短路故障線路具體是哪相導(dǎo)線。

5、故障指示器的應(yīng)用效果分析

5.1故障指示器運行的效果

過去線路發(fā)生短路故障時，一般采用盲目巡線的方法查找故障點，當故障線路過長、分支過多時，巡線人員不能長時間集中注意力，不容易發(fā)現(xiàn)小故障點，費時費力，工作效率低。當巡線也發(fā)現(xiàn)不了故障點時，最后只能采用分段合閘送電的方法查找故障，這種方法危險落后，容易導(dǎo)致二次故障，造成故障范圍擴大。

我廠配電線路從2006年開始安裝故障指示器。線路發(fā)生短路故障時，故障指示器動作準確率在98%以上，巡線人員可以借助故障指示器的報警顯示，迅速確定故障區(qū)段、分支線路及故障點。徹底改變了以往落后的短路故障查找方法，極大地提高了工作效率，每條次短路故障平均縮短一半停電時間，有效地提高了供電的可靠性。

5.2故障指示器存在的問題

5.2.1故障指示器翻牌的紅色是反光材料，利于夜間觀察。部分故障指示器受到安裝地點外界的污染、陽光反射及霧雨等情況的影響，導(dǎo)致故障指示不易觀察，會造成巡線人員的誤判。

5.2.2為了便于巡線人員觀察，故障指示器大多數(shù)安裝在跨越道路的導(dǎo)線上。我廠使用的故障指示器可以使用絕緣棒帶電安裝，但是當故障指示器損壞時不能帶電拆卸。日常維護故障指示器很不方便。

5.2.3故障指示器是采用過流原理生產(chǎn)的。當線路送電時產(chǎn)生勵磁涌流，就造成故障指示器誤動。如果此時線路上存在故障點，故障指示器將不能區(qū)分故障區(qū)段，失去故障指示作用。

5.2.4為了保證巡線人員有充足的時間排查故障，故障指示器動作后12小時后才自動復(fù)位。目前發(fā)現(xiàn)有2只故障指示器翻牌后，不能復(fù)位。它們都是2006年投入運行的，經(jīng)過拆卸、測量，發(fā)現(xiàn)內(nèi)置鋰電池實效，造成故障指示器拒動，應(yīng)該是個別鋰電池質(zhì)量原因。

5.2.5接地相間短路故障是由于兩相導(dǎo)線分別接地后，造成配電線路相間短路。由于短路故障指示器不能指示接地故障，當發(fā)生接地相間短路故障時，不能指示發(fā)生接地的兩個故障點。而且線路已經(jīng)發(fā)生短路跳閘，也不能使用小電流接地系統(tǒng)進行查找接地故障點。

6、故障指示器需要改進建議

6.1針對故障指示器機械翻牌顯示故障，在特定條件下不易觀察的問題，建議在故障指示器上加裝發(fā)光、發(fā)送無線故障信號等多種方式，顯示故障信號，使故障信號更加明顯，便于巡線人員發(fā)現(xiàn)。

6.2針對故障指示器不便拆卸的問題，建議改造現(xiàn)有故障指示器卡線機構(gòu)，不但使用絕緣棒可以帶電安裝，也能進行帶電拆卸故障指示器，便于更換損壞的故障指示器。

6.3針對故障指示器在線路送電時，因勵磁涌流誤動的問題，建議改進故障指示器判斷短路故障的條件。如根據(jù)涌流的衰減速度比短路電流衰減慢一些，可以通過測量電流的突變時間，進行多項指標判別，進一步提高動作準確性，減少誤動作。

6.4針對故障指示器內(nèi)置鋰電池實效的問題，建議更改故障指示器工作電源。如果不用電池，而直接使用線路電流作為工作電源，那么故障指示器可以視為與線路同壽命。

6.5針對短路故障指示器不能查找接地相間短路故障點問題，建議采用短路、接地故障指示器（又稱二合一故障指示器），就可以顯示配電線路所有故障（接地、相間短路、接地相間短路）的故障區(qū)段。

將來隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，故障指示器不但判斷故障更加準確可靠，還可以在遠方傳送故障信息，無需巡線人員到達故障現(xiàn)場，就可以知道故障位置，會進一步提高故障處理速度，縮短故障停電時間，為保證油田生產(chǎn)，提供有利保障。