浅议10kv配电线路接地状态检测装置关键技术

浅议10kv配电线路接地状态检测装置关键技术

尤桂峰

珠海金湾供电局尤桂峰

摘要：10kv配电线路是我国智能电网的重要组成部分，其主要特点是需要检测的面广、检测的线路较长和极易受到恶劣天气等自然灾害的破坏，因此对其接地状态的检测装置进行研究具有十分重要的意义和必要性。本文在对基本核心概念进行分析之后，针对接地状态下的检测装置进行重点介绍，对该装置的关键技术进行深入分析介绍。

关键词：10kv配电线路；接地状态；检测装置；关键技术近年来，虽然我国的电网事业得到了较快速的发展，但配网作业过程中的接地线工作仍然没有跟上时代发展的步伐，依旧以人工操作的比较多，这就必然会导致人为检查的遗漏和拆接地线的麻烦。由于配电线路的检修工作量较大，覆盖面分布范围广，如果仅仅依靠人工作业来完成接地线检测工作难免效率低。当前，我国市面上关于接地线检测装置并不多见，因此，研究接地线检测装置的关键技术具有十分重要的意义。

一、核心概念的界定1.10kv配电线路的特点lOkV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十km；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由1lOkV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过lOOkVA，有的线路上却有几千kVA的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。

2.接地线接地线也被称为安全回路线，是一种直接连接地的电线，当出现高压危险时，一般都会通过接地线直接转嫁给地面，是一种应急设备，是电路工作者的一根生命线。在电力系统中，接地线一般是由25mm以上的裸铜线制作而成，主要目的在于保障电力工作人员的安全性，因为在一些已经停电的设备和线路上，也会意外的出现电压。

二、接地状态检测装置关键技术的研制与设计1.接地状态检测装置的硬件设计（1）检测装置的硬件结构检测装置主要包括电流采样电路、电压单元和以DSP芯片为核心的微处理器单元和人机交互单元等。电流采样单元以保护控制开关、隔离放大器个信号调理器为主；电压单元则主要包括隔离电压器、隔离保护控制开关、电压变频电路、光电隔离放大和运算放大电路等。微处理器单元则主要是以TMS320F2812芯片为主，人机交互单元主要涵盖键盘和显示器等。

（2）检测装置的外壳设计检测装置面板上主要包括6个按钮，2个显示器（其中红色代表远方接地，绿色则代表远方正常），还包括液晶显示器、高压接头、自带接地线的接头、接地的备用接头、充电接头、开关、电磁电量显示器等。

（3）检测装置的回路设计技术检测回路的设计，是在增强检测回路抗干扰能力目的基础上，实现与耦合回路电气的隔离。采用小信号光电隔离放大器来实现模拟信号的输入与输出之间的电气隔离。在实际操作运用过程中，采样电阻上所收集到的电压信号，经过RC低通滤波后，进入到了隔离放大芯片，可以有效的消除采样信号中的高频度噪音。

（4）检测装置信号源的设计装置一般都采用12V的电源作为电源输入，一方面可以较好的满足便携式测量装置的检测要求，另一方面是因为接地线检测装置一般以信号源为10V有效值10W的特定频率这一标准来作为正玄波的输出，因此需要进行这样的设计。

2.接地状态检测装置的软件设计接地线检测装置的主要流程具体表现如下：第一，要对装置进行简单的初始化工作，包括对电压电流值进行初始化回归，对所有按键进行初始化操作，信号等初始化等。

第二，要对预备检测线路的输出电压和线路检测电流进行精确采样，完整保存记录好这些电压值并对其作出准确的判断，看其是否超出了检测装置的基本量程等。如果超出了基本检测量程，液晶显示器上就会出现“干扰源过大，无法进行正常检测”等字样，如果没有超出检测的基本量程，则能使装备继续使用。

第三，DSP芯片对采样收集到的电流信号及其反馈测试电压进行快速处理，并针对实际情况计算分离出50HZ的基波和四次谐波等。

第四，在运用四次谐波即有效电压，电流信号对其进行检测判断时，需要依据待测线路是否存在临时接地线来进行操作。

当待测线路存在没有拆除的临时线路时，检测装置的耦合线路和临时接地线之间会通过待测线路与大地来构成一个电流回路，此时的四次谐波出现较大值；当待测线路没有临时接地线时，耦合线路与大地之间没有构成一个回路，这个时候的待测线路高频信号相对较弱，四次谐波出现较小值。

第五，电力工作者只要根据阻抗值的Z0=U4hlI4h大小与Z0进行比较就可以得出待测线路是否存在临时接地线接地情况了。Z0是一个动态变化的值，它的取值会随着当地土质条件而发生改变。当计算所得的值比Z0大时，说明远方正常，没有接地线，当计算出的值比Z0小时，说明远方异常，有接地状态出现。

3.装置检测方案的设计（一）接地线检测装置的基本原理在实施检测之前，需要将装置上的高压线头通过高压棒连接到待测线路上，装置上的自带接地线则接到待测线路的接地线上，这样就能够使检测装置形成一个封闭完整的检测回路。

接好各个接线头之后，就要进行检测了，首先需要使检测装置向待测线路注入一个特定的高频信号，使其信号的功率能够保证整个待测线路上产生出足够强的电流信号并能回路流通。然后，开始用电流钳检测接地线上的电流信号并送入到检测装置中，经过隔离放大和信号调理部位，通过运用现代电子电力技术、快速傅里叶算法计算和DSP智能芯片的数据处理后，可以69电气技术2014年12期下KEXUEYUJISHU科学与技术大概的计算出待测线路的接地线状态。当然，在对其作出最终的判断之前，还需要充分结合当地的地理地质环境来进行综合判断，并将最终的检测结果通过装置面板上的信号等和液晶显示器表现出来。

（二）接地线检测装置的具体操作步骤以上流程图为接地线检测装置的接线原理图

具体操作步骤是：首先，需要将10kv低压便携式接地线检测装置中的高压线引出来，电力工作者通过高压绝缘棒使其高压线连接到待测线路三相中的任意一相线路上，并将接地线检测装置上自带的接地线与待测线路的接地线相连接。当高压线与检测装置自带线、大地形成一个高频信号的检测回路时，检测装置就可以开始进行检测操作了。最后，电力检测人员需要时刻观察装置上的信号灯来判断待测线路上是否存在接地线状态。

三、总结语本文主要是对10kv低压配电线路的接地线状态检测装置进行简要阐述，随着智能化电力系统的实施开展，采用这种便携式、检测精度高、成本低、自动化程度强的接地线检测装置已经势不可挡。作为新时期的电力工作者，必须要充分认识到当前接地线检测工作的弊端，了解掌握接地线检测装置的关键技术，适应电力时代发展的潮流。当然，10KV低压接地线检测装置在当今国内研究的还比较少，成熟有效的检测装置比较缺乏，需要相关部分和电力工作者继续努力，研发设计出更好更实用的接地线检测装置。

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