10kV配电线路的接地故障及快速定位方法研究

10kV配电线路的接地故障及快速定位方法研究

赵雷

深圳供电局有限公司 广东 深圳 518125

摘要：在我国快速发展过程中，市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，由于10kV配电网得到广泛地运用，发生线路接地故障的概率也在呈上升趋势，如何针对10kV配电线路的接地故障进行快速定位也成为必须被重视的方面，本文简要阐述10kV配电线路中存在的暂态性和永久性接地故障以及如何通过人工巡检法、阻抗法、严控人为破坏、加强对配电线路的检查和维护、在线监测系统实现对配电线路接地故障的快速定位，以期确保配电网能够拥有稳定的运行状态。

关键词：10kV配电线路；接地故障；快速定位

引言

10kV配电体系属于中压网络，在配电系统中的主要任务是承担高压和低压负荷，也是系统和用户的交互枢纽，一旦在运行过程中发生问题又无法及时解决，就会影响到电网整体性能。10kV配电线路具有以下几大特性:连接点较多，覆盖区间较大，线路设计复杂，并且会受到外部条件干扰。怎样确保10kV配电体系发挥出应有效用，解决10kV配电线路运行过程出现的问题，已然是摆在电力领域面前的难题。

110kV配电线路的接地故障

1.1短路故障

在输配电系统中，短路故障的发生频率最高，对输配电线路乃至整个输配电系统造成很大威胁，严重会导致安全事故。造成输配电短路故障的因素很多，如雷电天气、鸟类落线导电、线路跳线断线等，无论是哪种短路因素，都会造成较为严重的后果。这是因为产生短路故障后，输配电线路温度、电压会持续升高，对整个电力系统运行安全带来很大影响。

1.2外力破坏性事件造成的线路故障分析

因为用户端和10kV架空输电线路直接相连且线路错综复杂，再加上线路周围经常有堆积物、建筑物等，使得其频频发生故障。城市地区输电线路基本上铺设在道路两边，近几年机动车数量增多导致机动车撞电线杆的概率增大，再加上有些司机不遵守交通规则、卡车司机超高载货等，都会造成输电线路事故的发生。

1.3损坏配电设备

一旦配电线路在运行过程中出现单相接地问题，电压参数就会出现波动，本身处于标准范围的电压变为谐振过电压。由于谐振过电压严重超出标准区间，负载电流和端口电压急剧攀升，超过线路可以承担的最大指标，由此便会向外放电，导致变电设备的绝缘能力下降，甚至会出现击穿等问题，严重影响中性线和相线的稳定，致使老化磨损程度上升，威胁系统的稳定运行，还有可能引起火灾等高危事故。

210kV配电线路的接地故障及快速定位方法

2.1阻抗法

10kV配电线路出现接地故障时，该线路的零序电流和有功功率就会不断增大，所以，依照该特点，可以利用阻抗法来迅速达到定位故障点的目的。主要原理是利用故障线路零序电流、有功功率会不断增大的情况进行选线，并在消弧线圈的二次侧加以电阻，根据电流量和电压间存在的变换关系可以得出当前故障线路阻抗的同时，再结合线路的相关参数和数据，便可确定存在接地故障的具体位置。阻抗法在成本投入方面相对较低，涉及的相关技术内容也比较少。只是该特点也让其在定位的精准度方面难以得到保证，而且对瞬时性的故障也难以进行检测。若存在接地故障点电流过大情况时，熄弧将会受到影响。另一方面，为了确保能够对电阻予以有效地控制和提高安全性，必须要对中电阻配备相应的投切装置。

2.2严控人为破坏

在输配电线路运行中，可能会出现一些人为破坏情况，如倒卖线路、相关设备等，也可能因为周边树木砍伐、建立工程等影响输电线路。一方面要积极采用防盗措施，另一方面加强与公安执法部门之间的配合，强化对不法分子的打击力度，通过电视、网络等宣传渠道提高人们爱护电力设施的意识。此外，还要做好危险源点控制工作，危险源点预控要集中在线路附近施工工地、高大机械设备运行等，要做到全过程掌控。在电力设施保护区增设宣传牌、施工警示牌等，提高人们的安全防护意识。在线树矛盾方面，尤其是植树季节到来之前，了解政府植树工作安排，了解林业部门植树选址和树种等，制定输配电线路运营维护计划，要利用考核机制落实责任，负责人履行监督责任，利用隐患随手拍，发挥全员监督作用，使得隐患缺陷无处藏身。

2.3加强对配电线路的检查和维护

运行管理部门应根据各地情况合理地计划和安排检修工作，对输电线路的检查和维修应严格按照计划进行，及时发现并快速解决输电线路中的安全隐患和线路故障问题。针对降水量较多的地区，应尽早对存在安全隐患的地方做出处理，及时、准确地确定处于洪水冲泡区内的输电设备和输电线路数量及位置，针对不同情况制定相应的应急预案。

2.4在线监测系统

上述的配电线路接地故障定位方法相对单一，适应性也相对较差，而且也难以对接地故障进行实时的检测。在线监测系统的运用能够从根本上解决这些问题，极大地缩短了线路接地故障定位与检修的时长，还能够在定位精度方面予以进一步的提升。在线监测系统在安装与应用方面都有着不同的作用和特点，例如想要对配电线路的接地故障点进行精准定位，就必须要将在线监测系统中的特定部分或装置安装在变电站的出线端，这样才能够做到在第一时间掌握线路的整体情况。想要判断产生故障的源头，就必须要将该系统的定位检测装置安装在用户端，使其能够与电力用户保持最直接且有效的距离，才能够在接地故障出现时定位产生的根源，从而更好地提升定位精准度。或者将故障定位装置安装在线路系统的各个分路中，可以实现以最快的速度定位线路中的接地故障点，如此便可以在最短的时间解决故障问题，避免线路故障因长时间得不到处置造成更加严重的经济损失。这种方法虽然具备非常多的优点，但是也必须要投入大量的采购和安装成本才能够应用该方面的功能，与此同时，为了确保检测到的结果实时、有效，还需要配备专门的人员才可以。

2.5人工巡检法

人工巡检法是最基本的定位 10kV 配电线路接地故障的方法，通常是在不具备任何其他辅助手段、工具的情况下所采取的方法。主要内容为工作人员通过利用特定的故障指示器对配电线路的温度等各项指标进行巡检，排查出现接地故障的具体位置。这种方法在成本方面的投入很低，但是巡检的整体工作用时会非常久，因为故障指示器这类设备在故障检测的精度方面难以提供有效地保障，而且10kV 配电线路故障产生的电流比较小，多数情况下是无法被精确检测和捕捉到的。与此同时，10kV 配电网的规模正在不断扩大，配电线路的覆盖范围、长度等方面也会随之增加，接地故障问题出现的频率更是愈加频繁，想要通过人工巡检法来解决该问题必须要加大成本的投入，只是人工巡检法在效率低下方面的问题始终是非常突出的，所以，这种方式是无法与当下快节奏的发展步伐相适应的。

3故障查找过程

如何自动完成故障区间查找并自动隔离故障位置，成为系统稳定运行的关键所在。某个系统中存在两台主变设备，输电线路正常运行时，左侧为Ⅱ段母线，右侧为Ⅰ段母线，母联开关处于开启状态。单相接地问题自动检测系统主要是结合实际线路运行情况，测定输电线路母线电压参数和开关工况。自愈系统中的每个模块都能够有效交互，以典型负荷模型的问题资料为基础，可以实现接地线路电源位置的隔离操作。自愈系统主要有以下几大模块:以传感设备为核心的数据收集模块、信息传输模块、数据处理模块，和开关量检测模块。其中传感设备完成对各个位置的电流、电压参数收集;通信模块在接收信号后完成对数据的接收和发送，无需做出逻辑判断便可以和其他系统有效交互;主控模块完成对电压、电流参数，以及开关量的把控，确定实际选线结果，测定线路出现的具体问题并给出相应解决方案，向开关量控制模块发射驱动信号来完成对应操作。

结语

综上所述，想要确保10kV配电网的正常运行，必须要能对10kV配电线路中存在的暂态性和永久性接地故障予以清晰地认识，才能够在配电网运行的过程中，根据实际规模选择使用人工巡检法、信号注入法、阻抗法、行波法、在线监测系统等方法，从而有效地实现对配电线路接地故障的快速定位，为配电网的稳定运行提供保障。

参考文献

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