配電線路接地故障的探測及定位方法

顏運(yùn)寧

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州大埔供電局，廣東 梅州 514299)

0 引言

配電線路具有供電距離長、電氣設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，且配電線路運(yùn)行過程中易受天氣環(huán)境等因素的影響，易發(fā)生接地故障，給供電線路的運(yùn)行可靠、安全性帶來極大的威脅。配電線路運(yùn)行過程中發(fā)生接地故障之后，要盡量縮短接地故障點(diǎn)的排查時(shí)間，盡早排除故障，使配電線路快速恢復(fù)運(yùn)行，以降低給用戶用電帶來的影響。目前國內(nèi)采用的幾種線路檢測方法各有優(yōu)劣，單一的使用往往會(huì)降低檢測精度，增加檢測成本，只有配合使用才能更精確的對故障點(diǎn)定位。

1 配電線路接地故障產(chǎn)生的原因

1.1 自然環(huán)境因素

1)雷雨期是接地故障頻發(fā)時(shí)期，在地勢空曠處，配電線路的絕緣子易被擊穿和燒毀等，造成用戶用電質(zhì)量下降。

2)隨著城市綠化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，樹木越來越多。在樹木的生長過程中，樹枝會(huì)對電線產(chǎn)生壓迫，或在雷雨天氣樹枝斷裂造成線路被壓壞，極易發(fā)生故障。

3)動(dòng)物等在活動(dòng)時(shí)觸碰到變壓器會(huì)造成配電線路接地故障。

1.2 其他因素

1)居民在配電線路周圍燃放煙花爆竹造成配電線路故障。

2)小偷私拆變壓器造成線路線頭暴露在外造成配電線路故障。

3)電氣設(shè)備老化產(chǎn)生磁化現(xiàn)象導(dǎo)致線路發(fā)生故障。

4)工作人員疏于管理，導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)故障也不能被發(fā)現(xiàn)，最終釀成嚴(yán)重的后果。

2 配電線路接地故障的探測及定位方法

2.1 阻抗法

假設(shè)配電線路傳輸電流為均勻傳輸。阻抗法的故障探測原理是根據(jù)故障線路阻抗或電抗與探測點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離成正比例關(guān)系，通過計(jì)算故障探測點(diǎn)的阻抗或電抗值除以配電線路的單位阻抗或電抗值得到探測點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離。阻抗法具有投入成本少、易操作的優(yōu)點(diǎn)。但受配電線路阻抗、配單線路線路負(fù)荷和電源參數(shù)的影響較大，對于帶有多個(gè)分支的配電線路，阻抗法無法排查出故障點(diǎn)。

2.2 行波法

行波法探測原理是利用故障點(diǎn)所在線路產(chǎn)生的行波，根據(jù)儀器探測點(diǎn)到故障點(diǎn)往返一次所需要的時(shí)間和已知的行波波速來確定故障點(diǎn)的位置。行波法還有一種工作原理，即利用故障點(diǎn)所在線路處產(chǎn)生的行波到達(dá)配網(wǎng)線路兩端的時(shí)間并借助通信聯(lián)系實(shí)現(xiàn)故障定位；當(dāng)然也可以利用確認(rèn)線路故障發(fā)生后由裝置發(fā)射高壓高頻或直流脈沖信號，根據(jù)高頻脈沖從發(fā)射裝置到故障點(diǎn)的往返時(shí)間對故障點(diǎn)進(jìn)行定位。

2.3 加信傳遞函數(shù)法

加信傳遞函數(shù)法的測量原理為在故障點(diǎn)所在線路處路附近加方波診斷信號，根據(jù)故障發(fā)生處電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，用頻域分析進(jìn)行定位的單端測距算法。加信傳遞函數(shù)法具有測量故障點(diǎn)的距離結(jié)果不受負(fù)荷參數(shù)變化的影響的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)為選擇接地線路作為故障點(diǎn)定位信息的依據(jù)，不能準(zhǔn)確解決測量定位不準(zhǔn)確的問題。

2.4 端口故障檢測法

端口故障檢測法的原理是利用故障點(diǎn)所在線路的故障電壓和電流的特點(diǎn)進(jìn)行測量和定位。通過向故障線路施加頻率為音頻的正弦信號，依照配網(wǎng)線路可測端口處故障發(fā)生前后測試信號的變化量，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)自動(dòng)在線定位。端口故障檢測法的優(yōu)點(diǎn)是故障檢測工作量小，適用于較大配電線路的檢測，其缺點(diǎn)是分支線路的故障點(diǎn)位置只能判斷為分支線路與主線路的聯(lián)接點(diǎn)，確切故障點(diǎn)的位置無法確定，且在故障點(diǎn)定位過程中需要數(shù)據(jù)通訊，操作麻煩，實(shí)用性不強(qiáng)。

2.5 電磁場檢測法

電磁場檢測法的工作原理為依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，線路如果有傳輸電流，則其附近能夠檢測出微弱磁場，如果沒有電流通過則檢測不出磁場。根據(jù)該原理檢修人員可以使用小磁針沿著輸電線路大概發(fā)生故障的位置沿線檢測。電磁場檢測法的優(yōu)點(diǎn)是使用設(shè)備簡單、操作簡單、成本低廉。缺點(diǎn)是只能確定故障點(diǎn)大致范圍，并不能精準(zhǔn)定位。

3 結(jié)語

定位配電線路接地故障的幾種方法配合使用能夠顯著縮短接地故障排查所消耗的時(shí)間，提高工作人員的工作效率，并且還能減少檢修人員或變電所人員的關(guān)閘操作工作量，減少變電所、配電線路開關(guān)的分合閘次數(shù)。配電線路接地故障的解決有助提升用戶用電質(zhì)量，推動(dòng)我國電力企業(yè)更高、更快發(fā)展，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)更好更快發(fā)展。