新型配电线路接地故障点查找技术研究

新型配电线路接地故障点查找技术研究

陈思雅

陈思雅

（广东电网有限责任公司惠州惠东供电局广东省惠州市516300）

摘要：在电力系统的运行和发展过程中，其中单向接地故障在配电网中的发生频率非常高，而大部分单相接地故障的查找非常困难。传统的查找方法费时费力，严重影响了给客户恢复供电的速度，影响了供电可靠性，本文就针对新性配电网线路的接地故障查找技术进行分析和研究。

关键词：配电线路；供电可靠性；接地故障；人身事故

电力系统分类电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统0}包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3kv~66k、电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。小电流系统常见故障在小电流接地系统中常见的故障是单相接地故障；10kv配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是广东省有春季多梅雨、夏季多台风的气候特点，在恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。木文就10kv配电线路接地故障发生的原因、处理办法以及采取的新技术、新设备等方而进行分析。配电系统是利用最适当的电压等级将电能输送给最终客户的系统，其直接与客户相连接的位置决定了其在电力市场中的重要作用，而反映配网健康水平和管理水平最重要的指标之一是供电可靠性，即对用户持续供电的能力（对客户停电时间的长短）。为提高供电可靠性。

1.目前我国常用的接地故障查找手段

目前我国对于10kV配电线路单相接地故障点的查找主要有以下几种方法：

1.1经验判断法

运行人员在接到调度部门查线通知后，有经验的运行人员会首先分析故障线路的基本情况：线路环境（有无存在未及时处理的树害），历史运行情况（原先经常接地）等，判断可能引起的接地点，然后去现场进行确认。但在未掌握线路情况或线路分段较少的情况下，一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆设备全面巡视，直至发现接地点。经验判断法的缺点：①对运行人员的要求较高。要求运行人员日常巡视维护扎实到位，管理基础资料详实准确，并且人员对情况非常熟悉，否则经验判断就无从谈起。②在白天，由于接地现象表现不明显，带电巡视接地故障存在人身安全隐患；在夜晚，接地现象表现为弧光放电，有放电声音，较为明显，但由于需要照明灯具及交通车辆进行配合，增大了另一种安全隐患。③对意外情况，故障经验法不适用。

1.2推拉法

由线路运行人员对线路分断点的形状或断路器进行开断操作，同时用电话与调度部门进行联系，根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围。推拉法也存在明显的不足：线路单相接地时，规程规定允许继续运行时间不超过2h。受此限制，经常会出现接地原因尚未查清，查找工作仍在进行，但变电站已拉闸停电的情况。此时会使接地查找工作变得复杂，停电时间延长。

1.3线路整体绝缘摇测法

线路整体绝缘摇测法实施前应首先采取安全措施，确保无向试验线路倒送电的可能性，特别是在工作线路两端不能挂短路接地线的情况下保证人身安全。在线路的最大分段点（能将线路分成前后长度最接近的断点）两侧，分别摇测绝缘电阻值。由于在正常情况下同一侧A、B、C三相的绝缘值大体相同，摇测后将所有摇测故障段的三相绝缘值进行比较，绝缘值最低的一相应为故障相。按此法依次范围查找故障段，直至找到故障点。缺点是线路整体绝缘摇测法比较适用于长度较短，配电变压器数量较少，没有交叉跨越其他10kV及以上电压等级线路的线路。

1.4线路绝缘抽查摇测法

据线路运行的时间长短和事故分析结果，对可能出现故障的线路绝缘子应及时进行一定数目的绝缘抽样摇测检查，即将可疑段的绝缘子分批抽样，现场更换下来后就地进行绝缘测量，以评价该条线路的绝缘状况。绝缘抽查摇测的重点是避雷器和针式瓷瓶。缺点是查找难度大，时间长。当故障点发生在避雷器内部等情况时，用上述方法查找就非常困难。

2.故障查找试验所采用的技术及设备

2.1技术原理

本试验采用了信号注入及检测技术，该技术在与我国情况相似的配电线路为中心点非接地系统的日本广泛使用。当确认配电线路发生接地故障时，将故障线路停电，通过向配电线路和大地之间施加幅度为5、10、15kV，宽度为数毫秒的的直流高压脉冲信号（简称检测信号，其波形见图1），利用该高压脉冲信号在信号加入点—配电线路—接地故障点—信号地之间形成的回路，通过检测出该信号电流来判断、查找出接地故障点。当线路发生单个接地故障时，开关2负荷侧施加检测信号，在信号地、信号加入点、故障接地点之间产生信号电流，通过发信机的信号检测电路检测到该信号，如通过分开关1、2、5还能检测到该信号，而当分开关4时，信号回路中断，该信号消失，则可判断故障区间在开关4与开关5之间。进一步，可用带开口CT的移动信号探测器沿故障区间检测，查找出接地故障点。

图1

2.2设备组成

发信机部分由发信机本体、检测信号发送电缆、加电端子部、电源接线、主接地线和外箱接地线等构成，用于向配电线路发送检测信号并检测流过故障回路的该信号电流（通过信号指示表显示）。CT探测器由CT感应器和连接杆组成，用于检测流过接地故障点的信号电流（通过发光二极管和蜂鸣器指示），据此判断出接地故障点。其长度可调节0.9~6m（便于挂接到线路操作）。

3.单相接地故障的危害和影响

3.1对变电设备的危害

10kv配电线路发生单相接地故障后，变电站10kv母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。

3.2对配电设备的危害

单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，也可能发生电气火灾。

3.3对供电可靠性的影响

发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性，另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件和山区、林区等复杂地区以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。

3.4对供电量的影响

发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故障配电线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万度，影响供电企业的供电量指标和经济效益。

3.5对线损的影响

发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间（不超过2小时），将造成更大的电能损耗对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生。

4.结束语：

通过本文对新型配电线路接地故障点查找技术研究和分析，从中可以看出在当前的配电线路接地故障点的查找方式上非常多样化，做好接地故障的处理对配电线路稳定工作有着重要保障。

参考文献：

[1]李济沅.特高压直流输电线路单极接地故障过电压研究[D].浙江大学，2017.

[2]朱韬析，欧开健.高压直流输电系统线路接地故障过程研究[J].广东电力，2008（10）：53-57.

[3]张文军，陈光华，吴国良.新型配电线路接地故障点查找技术[J].电网技术，2007（S2）：299-302.