配電線路接地故障的探測(cè)及定位方法

劉中亞

摘要：伴隨著城市的發(fā)展進(jìn)程，城市中電力企業(yè)發(fā)展的十分迅速。我國(guó)中低壓配電線路大多采用中性點(diǎn)非有效接地方式，配電線路故障，尤其是單相接地故障的探測(cè)及定位對(duì)整個(gè)線路的運(yùn)行都有十分重要的作用。通過(guò)分析配電線路接地故障出現(xiàn)的原因，提出了接地故障的探測(cè)及定位方法，對(duì)配電線路接地故障的探測(cè)及定位準(zhǔn)確度的提高具有重要意義。

關(guān)鍵詞：配電線路;接地故障;探測(cè);定位方法

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技實(shí)力的快速壯大，使得各方面單位部門(mén)對(duì)于電力資源的需求日益增長(zhǎng)，這就使得我國(guó)的供配電系統(tǒng)的發(fā)展得到了相當(dāng)大的推動(dòng)力，改進(jìn)我國(guó)的供配電系統(tǒng)就顯得尤為緊迫。目前，我國(guó)的10kV配電線路是相當(dāng)重要的輸送電力配送線路，在我國(guó)各大城市中都隨處可見(jiàn)到10kV配電線路的存在，各行各業(yè)，企業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)單位都會(huì)用的到，涉及范圍相當(dāng)廣泛，但是在其配電線路運(yùn)作期間常常出現(xiàn)接地故障的問(wèn)題，當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，就會(huì)極大的影響到配電線路的正常運(yùn)作。故此，就要詳細(xì)分析配電線路接地故障的出現(xiàn)原因，并定位其故障位置，以及時(shí)的進(jìn)行維修工作。

1配電線路接地故障

根據(jù)各類(lèi)調(diào)查和資料顯示，當(dāng)前我國(guó)10kV配電線路發(fā)生接地故障的頻率超過(guò)80%，其中，收到天氣狀況影響而出現(xiàn)接地故障的現(xiàn)象更為常見(jiàn)。由于目前10kV配電線路使用的都是小電流系統(tǒng)，因此在出現(xiàn)接地故障時(shí)，很少會(huì)對(duì)供電產(chǎn)生過(guò)于嚴(yán)重的影響，然而，跳閘等問(wèn)題仍然不可避免。盡管產(chǎn)生的影響不算嚴(yán)重，但如果沒(méi)有及時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行解決，會(huì)使配電系統(tǒng)的電壓出現(xiàn)問(wèn)題，從而有可能進(jìn)一步導(dǎo)致短路等問(wèn)題。如果10kV配電線路出現(xiàn)的接地故障為永久故障，那么變壓器的工作安全將受到威脅，此時(shí)需要考慮對(duì)整體配電系統(tǒng)進(jìn)行維修或更換。

10kV配電線路出現(xiàn)接地故障概率接近百分之九十，在10kV配電線路中，如果屬于架空線路則發(fā)生接地故障的概率會(huì)進(jìn)行大幅度的提高，這是由于架空線路本身長(zhǎng)期暴露于室外，十分容易受到惡劣天氣等自熱環(huán)境的影響。

因此，這樣的線路更容易出現(xiàn)接地故障。10kV配電線路故障通常為單相接地故障，此類(lèi)別的短路故障電流并不大。

2配電線路接地故障產(chǎn)生的原因

2.1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(shì)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(shù)木越來(lái)越多。在樹(shù)木的生長(zhǎng)過(guò)程中，樹(shù)枝會(huì)對(duì)電線產(chǎn)生壓迫，或在雷雨天氣樹(shù)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。

2.2配電設(shè)備自身因素

這一因素通常指的是配電設(shè)備自身存在故障，從而造成線路系統(tǒng)產(chǎn)生接地故障，這個(gè)故障通常表現(xiàn)在絕緣體上。配電線路一樣具有自身的使用壽命，長(zhǎng)期使用后，線路及設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)老化，此時(shí)線路和設(shè)備的整體性能都會(huì)受到影響，此時(shí)極易發(fā)生故障問(wèn)題。

2.3設(shè)計(jì)缺陷問(wèn)題

在10kV配電線路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能由于未充分考慮實(shí)際電力負(fù)荷的分配情況，導(dǎo)致電源點(diǎn)與用電負(fù)荷分布不均衡。在投入使用后，線路長(zhǎng)時(shí)間保持過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)引發(fā)線路過(guò)熱、燒斷等問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)接地故障。在此情況下，也會(huì)嚴(yán)重縮短配電線路和設(shè)備的使用壽命，必須對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3配電線路接地故障的探測(cè)及定位方法

3.1人工法

當(dāng)10kV配電線路發(fā)生接地故障以后，沒(méi)有可以采用的輔助定位方式，基本上會(huì)采用人工法進(jìn)行故障定位，這種方式就是人工巡線。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)故障指示器所顯示的動(dòng)作位置，工作人員對(duì)接地故障的位置進(jìn)行判斷，不過(guò)在現(xiàn)階段的工作中，因?yàn)?0kV配電系統(tǒng)的規(guī)模在不斷增加，其中所包含的分支線路越來(lái)越多，加之該供電局采用小電流接地系統(tǒng)，所以發(fā)生故障時(shí)指示器不能及時(shí)做出動(dòng)作，影響定位的快速性、準(zhǔn)確性，使得該方法逐漸被淘汰。

3.2低壓脈沖行波方法

通過(guò)低壓脈沖行波的操作，調(diào)整配電線路的整體運(yùn)行水平，從而獲取有效的高檢測(cè)效果。依據(jù)配電線路的整體故障診斷情況，實(shí)施合理的配電線路的故障問(wèn)題分析。在配電線路的故障分析中，采用低脈沖行波法，將脈沖電壓輸入到被測(cè)試的電纜中，確定故障點(diǎn)位置，分析脈沖障礙的相關(guān)阻礙因素。依據(jù)測(cè)試儀器標(biāo)準(zhǔn)，分析反向脈沖，做好脈沖的故障點(diǎn)距離測(cè)定，進(jìn)而確定檢測(cè)反向脈沖的故障標(biāo)準(zhǔn)。

3.3加信傳遞函數(shù)法

加信傳遞函數(shù)法的測(cè)量原理為在故障點(diǎn)所在線路處路附近加方波診斷信號(hào)，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(cè)距算法。加信傳遞函數(shù)法具有測(cè)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(cè)量定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

3.4阻抗定位法

該方法的優(yōu)點(diǎn)：涉及的專業(yè)知識(shí)較為簡(jiǎn)單，所需資金較少。該方法的缺點(diǎn)：對(duì)線路內(nèi)的故障點(diǎn)定位準(zhǔn)確度較低，還需要中電阻的投切設(shè)備;當(dāng)故障電流變大時(shí)，就會(huì)對(duì)熄弧造成影響，此類(lèi)方法無(wú)法對(duì)間歇性以及瞬時(shí)性的接地故障進(jìn)行第一時(shí)間的檢測(cè)。

3.5電磁場(chǎng)檢測(cè)法

電磁場(chǎng)檢測(cè)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(cè)出微弱磁場(chǎng)，如果沒(méi)有電流通過(guò)則檢測(cè)不出磁場(chǎng)。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(cè)。電磁場(chǎng)檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是使用設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)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。

3.6在線檢測(cè)系統(tǒng)

將這種方式應(yīng)用在10kV配電線路接地故障的快速定位中，在根本上改變了以往的判斷模式，其具體的應(yīng)用分為3步：一是在供電局的出線端位置，安裝故障定位系統(tǒng)，便于系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握電路的情況，實(shí)現(xiàn)故障位置的精準(zhǔn)判斷;二是在用戶設(shè)備附近的位置安裝設(shè)備，這樣的為方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障原因的判斷;三是在電纜、分線路中安裝定位設(shè)備，如果發(fā)生故障問(wèn)題可以及時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，為工作人員提供可靠的依據(jù)。

4配電線路診斷檢測(cè)的技術(shù)培訓(xùn)

按照配電箱線路技術(shù)操作管理模式，實(shí)施有效的技術(shù)檢測(cè)，注重診斷技術(shù)的操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。依據(jù)相關(guān)操作模式，重視技術(shù)人才的培養(yǎng)，加強(qiáng)技術(shù)管控，明確技術(shù)操作的要素，提高配電線路的實(shí)施安全性。依據(jù)配電線路電網(wǎng)實(shí)施有效的診斷檢測(cè)分析，注重電網(wǎng)線路的操作運(yùn)營(yíng)，結(jié)合操作模式，加強(qiáng)配電線路的綜合應(yīng)用，明確技術(shù)培訓(xùn)的操作要素，實(shí)施技術(shù)考核，持證上崗的管控標(biāo)準(zhǔn)原則，注重配電線路的綜合技術(shù)培養(yǎng)，向國(guó)際配電網(wǎng)先進(jìn)的技術(shù)操作模式學(xué)習(xí)，更新技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才，提升配電線路的綜合技術(shù)水平應(yīng)用，解決我國(guó)配電線路診斷故障技術(shù)不足，技術(shù)模式不當(dāng)?shù)那闆r，確保配電網(wǎng)路技術(shù)參數(shù)的有效提升，滿足現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的操作管控標(biāo)準(zhǔn)需求。

結(jié)語(yǔ)

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(kāi)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(guó)電力企業(yè)更高、更快發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)更好更快發(fā)展。

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