配變低壓出線帶電識別儀的研制

羅文杰 梁國斌 溫偉建

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，電力市場需求越來越大，城市住宅小區(qū)對配變低壓出線的要求不斷提高，低壓電纜、隱蔽導(dǎo)線在住宅小區(qū)的需求逐年遞增。然而，配變的低壓出線少則三四路，多則十幾路，由于歷史遺留原因和配變低壓臺區(qū)改造原因等，低壓出線識別不夠準(zhǔn)確。在以往的低壓停電工作中曾發(fā)生過低壓分開關(guān)已斷開，但工作地點(diǎn)仍帶電的情況，究其原因，即配變低壓出線識別錯誤，導(dǎo)致低壓分開關(guān)供至范圍的標(biāo)識也出錯。因?yàn)榕渥兊牡蛪悍珠_關(guān)供至范圍不清晰或不準(zhǔn)確將給日后的運(yùn)行維護(hù)、應(yīng)急搶修等工作留下一定的安全隱患，且配變的低壓出線大部分都通過地埋或隱蔽通道敷設(shè)，無法準(zhǔn)確核查，故研制了配變低壓出線帶電識別儀，能夠在線路帶電的情況下準(zhǔn)確識別導(dǎo)線。

1 低壓設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

低壓電力電纜是電力系統(tǒng)最低電壓等級的電纜設(shè)備，線路布滿樓宇之間，甚至巷井之內(nèi)，而前期建設(shè)的大部分低壓電力電纜缺乏定位數(shù)據(jù)的支撐，維護(hù)難度可見一斑，這也造成了該設(shè)備管理水平與電力電纜標(biāo)準(zhǔn)化管理差距較大，具體表現(xiàn)如下：

（1）設(shè)備出線電纜出線端和遠(yuǎn)端終端掛牌不一致及掛牌缺失的情況比例高，運(yùn)行人員靠設(shè)備標(biāo)識找錯線或找不著線的情況時(shí)有發(fā)生。

（2）電纜現(xiàn)場標(biāo)識損壞、缺失的情況比例高。由于道路施工及修整等原因，現(xiàn)場電纜標(biāo)識缺失情況非常嚴(yán)重，甚至運(yùn)行人員即使根據(jù)電纜設(shè)備路徑圖也分辨不清出線情況。

當(dāng)前，配網(wǎng)方面10 kV基本實(shí)現(xiàn)了自動控制系統(tǒng)的安裝（安裝了PTU及DTU自動化設(shè)備），這為運(yùn)行人員更迅速地判斷線路的故障類型與故障地點(diǎn)，以及后續(xù)隔離故障和組織搶修提供了充足的時(shí)間。然而，相對于10 kV的智能化，0.4 kV顯得有點(diǎn)薄弱，運(yùn)行人員欠缺自動化數(shù)據(jù)的支撐，需要依靠人工巡視或群眾反映來判斷故障。而現(xiàn)階段要按照10 kV的模式管理0.4 kV，以筆者之見較難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閷λ械蛪弘娎|進(jìn)行標(biāo)識定位成本過高，且并網(wǎng)線錯綜復(fù)雜，地面標(biāo)識難以辨別；安裝自動化的故障定位器也不大可能，因?yàn)樾Ч幻黠@。

2 低壓線路識別的方法及其弊端

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，核查識別配變低壓出線的方法一般有三種，第一、二種方法是在線路帶電的情況下識別，第三種方法是在線路停電的情況下識別。

第一種方法（導(dǎo)線線徑及顏色識別法）：通過導(dǎo)線線徑的粗細(xì)及導(dǎo)線顏色來識別，導(dǎo)線線徑和顏色相同，則視為同一條導(dǎo)線。

第二種方法（導(dǎo)線首末端等電流法）：使用兩個電流鉗表分別在導(dǎo)線首段與末端同時(shí)測量電流，若電流相等，則視為同一導(dǎo)線。

第三種方法：停電檢測，先把線路停電，然后將線路一端短路，再在線路另一端用萬用表測量，若電阻值接近0 Ω，則視為同一導(dǎo)線。

然而，上述三種方法皆存在弊端，不能完全準(zhǔn)確核查導(dǎo)線的供至范圍。

第一種導(dǎo)線線徑及顏色識別法存在的弊端：當(dāng)配變出線全部或部分線徑及顏色相同時(shí)，則無法識別是否為同一導(dǎo)線；或?qū)Ь€存在駁接，且駁接導(dǎo)線顏色不一樣，也會導(dǎo)致識別錯誤。

第二種導(dǎo)線首末端等電流法存在的弊端：只有當(dāng)兩條導(dǎo)線的電流相差比較懸殊時(shí)才能識別，當(dāng)兩條導(dǎo)線的電流相近時(shí)，其電流鉗表的讀數(shù)也接近，無法準(zhǔn)確識別導(dǎo)線；而且在實(shí)際用電中，負(fù)荷是不斷變化的，也不便于識別導(dǎo)線；即使在電流基本穩(wěn)定的情況下，電流鉗表的讀數(shù)也在不斷變化，同樣不利于識別導(dǎo)線。

第三種方法必須在線路停電的情況下進(jìn)行，顯然，這種方法的效率極低。僅僅為了識別導(dǎo)線而停電肯定是不行的，那只有等到臺區(qū)計(jì)劃停電時(shí)才能開展導(dǎo)線識別。但到了那個時(shí)候，線路可能又發(fā)生異動了。

因此，我們研制了配變低壓出線帶電識別儀，能夠在線路帶電的情況下準(zhǔn)確識別導(dǎo)線。

3 配變低壓出線帶電識別儀工作原理

配變低壓出線帶電識別儀基于同一電路回路上的電流處處相等，且同一回路電流的變化不會影響到其他回路的原理實(shí)現(xiàn)出線帶電識別。具體操作如下：使待識別的回路上流過具有一定特征的電流，然后在導(dǎo)線首端檢測其是否存在這個特征電流，若存在，則可確定被檢測的導(dǎo)線與流過特征電流的導(dǎo)線為同一導(dǎo)線。

配變低壓出線帶電識別儀分別由信號發(fā)射機(jī)和信號接收機(jī)組成，如圖1所示。

信號發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)在線路末端產(chǎn)生特征電流，其原理如下：在線路末端接上一個純電阻“負(fù)載”，該“負(fù)載”使回路產(chǎn)生大約1 A的電流，“負(fù)載開關(guān)單元”負(fù)責(zé)“負(fù)載”的開與關(guān)，而“開關(guān)驅(qū)動單元”根據(jù)“信號發(fā)生單元”發(fā)來的高頻信號，控制“負(fù)載開關(guān)單元”按照高頻信號的頻率進(jìn)行開與關(guān)，由此使回路上產(chǎn)生的1 A電流帶上了該高頻信號的特征。

信號接收機(jī)負(fù)責(zé)在線路首端檢測線路是否存在具備上述高頻信號特征的電流，若能檢測出上述電流，說明接入高頻電流信號端（線路末端）與檢測高頻電流信號端（線路首端）為同一導(dǎo)線；反之，則說明接入高頻電流信號端（線路末端）與檢測高頻電流信號端（線路首端）非同一導(dǎo)線。

圖1 信號發(fā)射部分及信號接收部分工作原理簡圖

信號接收機(jī)工作原理：由“信號采集單元”采集導(dǎo)線上的電流信號，并將其送至“信號放大單元”，“信號放大單元”將信號放大后送至“濾波單元”進(jìn)行過濾，只有與信號發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率相同的信號才能通過“濾波單元”，過濾后的信號被送至“信號識別單元”進(jìn)行識別，若“信號識別單元”能識別出高頻信號，則說明該線路存在信號發(fā)射機(jī)發(fā)射出來的信號，即信號發(fā)射機(jī)接入端（線路末端）與信號接收機(jī)檢測端（線路首端）為同一導(dǎo)線。

4 如何保證配變低壓出線帶電識別儀的準(zhǔn)確率

要保證識別率準(zhǔn)確，關(guān)鍵在于防止發(fā)射的信號被干擾，而電力線路中的諧波對發(fā)射信號的干擾最大，電力諧波主要集中在基頻到50次之間，少數(shù)諧波在100次以內(nèi)，即諧波頻率介于50 Hz～5 kHz之間。

為了避免發(fā)射的信號與電力線路可能出現(xiàn)的諧波同頻，發(fā)射機(jī)設(shè)置了三種不斷交替循環(huán)的高頻脈沖信號，即使其中一種或兩種高頻脈沖信號被影響，還有第三種高頻脈沖信號可以正常工作，而三種高頻信號都被諧波影響的概率只有百萬分之一。同時(shí)，為避免這百萬分之一概率的出現(xiàn)，把發(fā)射高頻脈沖信號的頻率設(shè)置高于100次諧波，即設(shè)置信號發(fā)射的頻率大于5 kHz。

5 結(jié)語

目前，低壓電網(wǎng)的改造還不太完善，低壓數(shù)據(jù)圖紙資料缺失，部分低壓用戶在線路上隨意接入電源，并未考慮三相負(fù)荷分配情況及開關(guān)控制區(qū)域；同時(shí)，當(dāng)前開展了用戶資產(chǎn)接收，這些用戶資產(chǎn)多為小區(qū)前期自主開發(fā)，一路開關(guān)控制不同樓宇或公共用電、照明的情況較為普遍，且缺少資料支撐，這就給運(yùn)行人員日后維護(hù)增添了不少困難，也帶來了安全隱患。因而面對新形勢，有必要合理采取新技術(shù)、新手段來提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，更多地應(yīng)用帶電測試儀器，來提高供電可靠性及工作效率。