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(yán)重影響油田生產(chǎn)。我廠近年來(lái)應(yīng)用配電線路故障指示器，它可以迅速準(zhǔn)確地找到故障區(qū)段，減少了查找排除故障停電時(shí)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(duì)我廠近年來(lái)故障指示器運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，查找了運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題的原因，并提出了故障指示器改進(jìn)的意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】配電線路；故障指示器

1、引言

對(duì)于配電線路來(lái)說(shuō)，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(hù)的功能，接地故障并不跳閘停電，只能發(fā)出接地信號(hào)，6KV系統(tǒng)可以單相接地運(yùn)行2個(gè)小時(shí)，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)對(duì)另外兩相的絕緣造成損壞。在這段時(shí)間里，利用小電流接地系統(tǒng)可以快速查找接地故障點(diǎn)，排出接地故障。發(fā)生相間短路故障時(shí)，配電線路會(huì)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(diǎn)，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(lái)，我廠在配電線路上安裝了故障指示器，當(dāng)配電線路發(fā)生相間短路故障后，迅速準(zhǔn)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(shí)間檢測(cè)、故障判斷、故障指示驅(qū)動(dòng)、故障狀態(tài)指示及信號(hào)輸出和自動(dòng)延時(shí)復(fù)位控制等部分組成。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)線的電磁感應(yīng)來(lái)檢測(cè)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(jī)械式旋轉(zhuǎn)翻牌指示故障，線路正常運(yùn)行時(shí)為白色，線路發(fā)生短路故障時(shí)為紅色。

3、故障查找方法

當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，故障線路上從變電所出口到故障點(diǎn)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(diǎn)后的故障指示器不動(dòng)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(gè)動(dòng)作的故障指示器和第一個(gè)未動(dòng)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(diǎn)。

如下圖所示，當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，根據(jù)線路指示器翻牌情況，既可迅速確定故障點(diǎn)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(rèn)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(shí)間，故障指示器安裝地點(diǎn)要按照下列原則進(jìn)行選擇。

4.1安裝在長(zhǎng)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(jìn)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(gè)安裝地點(diǎn)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(yùn)行的效果

過(guò)去線路發(fā)生短路故障時(shí)，一般采用盲目巡線的方法查找故障點(diǎn)，當(dāng)故障線路過(guò)長(zhǎng)、分支過(guò)多時(shí)，巡線人員不能長(zhǎng)時(shí)間集中注意力，不容易發(fā)現(xiàn)小故障點(diǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低。當(dāng)巡線也發(fā)現(xiàn)不了故障點(diǎn)時(shí)，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(xiǎn)落后，容易導(dǎo)致二次故障，造成故障范圍擴(kuò)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(shí)，故障指示器動(dòng)作準(zhǔn)確率在98%以上，巡線人員可以借助故障指示器的報(bào)警顯示，迅速確定故障區(qū)段、分支線路及故障點(diǎn)。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(shí)間，有效地提高了供電的可靠性。

5.2故障指示器存在的問(wèn)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(diǎn)外界的污染、陽(yáng)光反射及霧雨等情況的影響，導(dǎo)致故障指示不易觀察，會(huì)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(dāng)故障指示器損壞時(shí)不能帶電拆卸。日常維護(hù)故障指示器很不方便。

5.2.3故障指示器是采用過(guò)流原理生產(chǎn)的。當(dāng)線路送電時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，就造成故障指示器誤動(dòng)。如果此時(shí)線路上存在故障點(diǎn)，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(shí)間排查故障，故障指示器動(dòng)作后12小時(shí)后才自動(dòng)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(yùn)行的，經(jīng)過(guò)拆卸、測(cè)量，發(fā)現(xiàn)內(nèi)置鋰電池實(shí)效，造成故障指示器拒動(dòng)，應(yīng)該是個(gè)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(dāng)發(fā)生接地相間短路故障時(shí)，不能指示發(fā)生接地的兩個(gè)故障點(diǎn)。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(jìn)行查找接地故障點(diǎn)。

6、故障指示器需要改進(jìn)建議

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

6.2針對(duì)故障指示器不便拆卸的問(wèn)題，建議改造現(xiàn)有故障指示器卡線機(jī)構(gòu)，不但使用絕緣棒可以帶電安裝，也能進(jìn)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(duì)故障指示器在線路送電時(shí)，因勵(lì)磁涌流誤動(dòng)的問(wèn)題，建議改進(jìn)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(guò)測(cè)量電流的突變時(shí)間，進(jìn)行多項(xiàng)指標(biāo)判別，進(jìn)一步提高動(dòng)作準(zhǔn)確性，減少誤動(dòng)作。

6.4針對(duì)故障指示器內(nèi)置鋰電池實(shí)效的問(wèn)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(duì)短路故障指示器不能查找接地相間短路故障點(diǎn)問(wèn)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(lái)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(zhǔn)確可靠，還可以在遠(yuǎn)方傳送故障信息，無(wú)需巡線人員到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)，就可以知道故障位置，會(huì)進(jìn)一步提高故障處理速度，縮短故障停電時(shí)間，為保證油田生產(chǎn)，提供有利保障。