配電線路接地故障的探測及定位方法探討

吳衛(wèi)平 張立 何茜瑩

摘 要：鑒于國內(nèi)中低壓配電線路多數(shù)使用中性點非有效接地方式，當(dāng)出現(xiàn)配電線路接地故障問題時候，將極大影響到我國配電線路的正常運行，因此，做好配電線路的故障探測底定位對于整個配電線路的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。文章分析配電線路接地故障問題，進(jìn)而提出絕配電線路接地故障探測及定位方式。

關(guān)鍵詞：配電線路;接地故障;探測定位

1、引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國科技實力迅速壯大，各部門、行業(yè)對電力資源的需求與日俱增，因此進(jìn)一步推動我國的供配電系統(tǒng)發(fā)展。然而配電線路運行期間經(jīng)常出現(xiàn)接地故障問題。為此應(yīng)做好絕地故障原因分析工作，并提出有效改進(jìn)我國供配電系統(tǒng)接地故障的措施，全面促進(jìn)我國配電線路的正常運行，確保配電線路的穩(wěn)定性，促進(jìn)我國電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展。

2、配電線路故障原因概述

配電線路具有電氣設(shè)備多供電距離長結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，同時，配電線路運行過程中容易受到自然環(huán)境因素的影響，因此極易發(fā)生接地故障，影響了供電線路的可靠與安全運行，一旦配電線路發(fā)生接地。故障應(yīng)盡量縮短接地故障的排查時間，盡早排除故障，確保線路快速恢復(fù)運行，降低用戶用電的損失，提高配電線路安全運行。引起配電線路故障的原因主要有以下幾方面：

2.1配電線路漏電。一旦配電線路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，就會產(chǎn)生配電線路接地故障問題，例如：當(dāng)城市內(nèi)的低壓輸電線路出現(xiàn)漏電時候，就會影響到家庭居民的用電情況，造成城市居民的正常用電困難。為防止配電線路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，保證居民的正常用電，需要擴(kuò)大將弱電線與低壓電線之間的距離，當(dāng)?shù)蛪号潆娋€路出現(xiàn)不同程度的損害后，還有可能會導(dǎo)致電線桿翻倒的情況，為此要加強(qiáng)對電線桿的穩(wěn)定性檢查與加固工作，同時定期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，提高電線桿的牢固與穩(wěn)定性，確保配電線路的安全可靠。

2.2自然環(huán)境因素。自然環(huán)境因素也會對配電線路故障造成重要的影響，配電線路長期被外界環(huán)境風(fēng)吹日曬，就會出現(xiàn)不同程度的損害或老化情況，加之天氣變化無常，如果出現(xiàn)暴風(fēng)暴雪大風(fēng)等天氣，就會對裸露在外的配電線路產(chǎn)生重要的威脅。其次當(dāng)風(fēng)力過大時，電線桿周邊的樹木與建筑物易于出現(xiàn)倒塌或傾斜，從而損害周邊的配電線路。此外，動物在活動時觸碰到變壓器也會造成配電線路接地故障現(xiàn)象。

2.3其他因素。引起配電線路故障的因素，除了自然環(huán)境與配電線路漏影響外，還受其他因素的影響：外界人為或外力因素，配電線路出現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，或者是居民在配電線路周圍燃放煙花炮竹造成配電線路故障，或者是電氣設(shè)備老化、人工施工時的失誤、工作人員疏于管理、熔斷器熔斷出現(xiàn)假接地現(xiàn)象、交叉施工、帶電作業(yè)等都會產(chǎn)生相應(yīng)不同的配電線路故障等，也會導(dǎo)致配電線路故障問題。

針對上述情況，所有造成配電線路損壞的情況當(dāng)中，自然因素是迫害程度最深的，為此，為此應(yīng)按照實際情況采取有效的預(yù)防和應(yīng)急對策，確保配電線路的正常與穩(wěn)定運作，提高配電線路的安全可靠。

3、配電線路接地故障的探測及定位方法

3.1阻抗法。如果配電線路傳輸電流為均勻傳輸，阻抗法的故障探測原理主要是按照故障線路阻抗或電抗與探測點到故障點的距離出成正比例關(guān)系，進(jìn)而計算故障探測點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到故障點的距離。該方法具有容易操作且投入成本少的優(yōu)點，同時使用該方法會受配單線路線路負(fù)荷或受配電線路阻抗、受電源參數(shù)的影響比較大，當(dāng)面對帶有多個分支的配電線路時候，阻抗法難以排查出故障原因。

3.2加信傳遞函數(shù)法。加信傳遞函數(shù)法的測量原理主要是：在故障點所在線路處路附近加方波診斷信號，同時按照故障發(fā)生處電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，通過頻域分析進(jìn)行定位的單端測距算法。加信傳遞函數(shù)法具有測量故障點的距離結(jié)果不受負(fù)荷參數(shù)變化的影響的優(yōu)點，同時該測定方法選擇接地線路作為故障點定位信息的依據(jù)，還未能準(zhǔn)確解決測量定位不準(zhǔn)確的問題。

3.3行波法。行波法探測原理主要是：通過故障點所在線路產(chǎn)生的行波，按照儀器探測點到故障點往返一次所需要的時間，結(jié)合已知的行波波速等條件，全面確定故障點的位置。行波法另外一種工作原理是：通過故障點所在線路處產(chǎn)生的行波到達(dá)配網(wǎng)線路兩端的時間，同時結(jié)合通信聯(lián)系實現(xiàn)故障的有效定位。其次，還可利用確認(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，按照高頻脈沖從發(fā)射裝置到故障點的往返時間對故障點進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。

3.4電磁場檢測法。該檢測房法的工作原理是：按照法拉第電磁感應(yīng)原理線路一旦有傳輸電流，那么饑渴檢測出微弱的磁場，反之，沒有電流通過則檢測不出磁場。按照該原理，電力檢修人員即可通過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)點是：操作簡單、使用設(shè)備簡單且成本低廉;缺點是只能確定故障點大致范圍而不能實現(xiàn)精準(zhǔn)定位的目標(biāo)。

3.5端口故障檢測法。端口故障檢測法的原理主要是通過故障點所在線路的故障電壓和電流的特點進(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，根據(jù)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，確保實現(xiàn)故障點自動在線定位。該檢測方法的優(yōu)點是：適用于較大配電線路的檢測而且故障檢測工作量小;缺點是：分支線路的故障點位置只能判斷為分支線路與主線路的聯(lián)接點，無法確定確切故障點的位置，而且在故障點定位過程中需要數(shù)據(jù)通訊，操作性麻煩且實用性不強(qiáng)。

3.6檢測定位法。檢測定位法，就是在配電線路的每一個分支點和經(jīng)常出現(xiàn)配電線路故障的部位安裝相應(yīng)的探測器，借助其部位周邊安裝的探測器，對配電線路區(qū)段的運作情況進(jìn)行定時的檢查，同時讀取其參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的檢測和記錄。如果參數(shù)偏差值過大應(yīng)及時的反饋給相應(yīng)的維修工作人員。該檢測方式可行性高，缺點是耗費成本較高，并且需要相應(yīng)的理論知識作為支撐，加上后續(xù)的探測器維修以及保養(yǎng)工作比較復(fù)雜，因此是一種復(fù)雜的檢測方式。

3.7主動定位法。主動定位法作為接地故障的探測及定位方法，又可以下分為中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法以及S注入法等幾類。該定位法主要是通過人的主動性對配電線路進(jìn)行定位工作，根據(jù)一系列規(guī)范精密的定位工作，把配電線路出現(xiàn)故障的部位準(zhǔn)確的反饋給相應(yīng)的工作人員，以便讓維修人員及時的解決配電線路出現(xiàn)地故障問題。

3.8被動定位法。被動定位法主要是通過行波法、阻抗法或者區(qū)段查找等手段來進(jìn)行配電線路故障部位定位工作的方法，被動定位法相較于上述的主動定位法來說，具有查找成本較少、定位準(zhǔn)確度高的特點;缺點是：進(jìn)行定位的時間比較長，是應(yīng)該檢測定位方式會受到很多因素的限制。

結(jié)束語

綜上所述，為確保我國配電線路的正常運作，要根據(jù)配電線路的接地故障進(jìn)行相應(yīng)的探測和定位工作，進(jìn)而為我國的配電線路提供堅實的安全保障。通過準(zhǔn)確定并選用合理的配電線路接地故障的方法，能夠顯著縮短接地故障排查所消耗的時間;有助于提高檢測工作人員的工作效率，減少變電所、配電線路開關(guān)的分合閘次數(shù)，從而高效地提升用戶的用電質(zhì)量，確保用戶的用電安全，進(jìn)一步推動我國電力企業(yè)獲得更高、更快的發(fā)展，最終全面推動我國經(jīng)濟(jì)地穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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