10kV配電線路的接地故障及快速定位方法研究

孫加利

摘要：由于10kV配電網應用廣泛，線路接地故障的概率呈上升趨勢，如何快速定位10kV配電線路的接地故障成為一個重要方面。10kV配電線路存在的暫態和永久性接地故障，以及如何通過人工檢查、信號注入、阻抗、行波和在線監測系統快速定位配電線路接地故障，以保證配電網的穩定運行。

關鍵詞：10kV配電線路;接地故障;快速定位

110千伏配電線路接地故障主要內容

1.1瞬態故障

在10kV配電線路中，接地故障產生的電流相對較小，因此暫態故障是一種常見的類型，這種故障對配電網的影響很小。但如果暫停故障存在1小時以上，電壓會升高，故障地電壓會持續升高，也會降低非故障點的絕緣性能，從而造成短路問題。暫態故障的原因主要來自環境的影響。比如10kV配電網架空線路長期裸露，容易受到惡劣自然環境的影響，導致線路損壞、斷線等問題，或者人為干擾和破壞導致的接地故障[1]。

1.2永久性故障

永久性故障的影響非常嚴重，不僅會干擾線路和設備的正常運行，而且會大大降低配電網的穩定性。這時候要想解決這個問題，就必須更換線路和設備。造成這種故障的原因有很多，如電力設備長期運行后，在設備質量和機械性能方面不能保持應有的能力，或者配電網中的絕緣設備在發生故障時也會引起故障。同時，設計人員在設計線路時，沒有詳細考慮線路和負荷，導致配電線路長期高負荷，大大縮短了線路的生命周期，埋下了永久性故障的隱患。

210千伏配電線路快速接地故障定位方法的相關內容

2.1人工檢查方法

手動巡視法是10kV配電線路接地故障定位最基本的方法，通常采用手動巡視法，沒有任何其他輔助手段和工具。主要內容如下：工作人員利用特定的故障指示器巡視配電線路的溫度等指標，找出接地故障的具體位置。這種方法投資成本低，但檢查的整體工作需要很長時間，因為故障指示器等設備很難在故障檢測的準確性上提供有效的保證，而且10kV配電線路故障產生的電流相對較小，大多數情況下無法準確檢測和捕捉。同時，10kV配電網規模不斷擴大，配電線路的覆蓋范圍和長度也將增加。接地故障問題的頻率更高。要想通過人工檢驗解決這個問題，必須增加成本投入。然而，人工檢查的低效性總是非常突出，因此這種方法不能適應快速的發展步伐。

2.2信號注入方法

信號注入法是在發生接地故障時，通過向10kV配電線路注入特定信號來快速定位故障點的方法。其主要工作原理是在變電站母線的電壓互感線路端連接相應的耦合設備，向其中注入規定的255Hz電流信號，對已經注入信號的線路進行檢測判斷，即根據電流本身的特性和電流方向進行選線。如果電流在流動過程中消失，可以確定該點為接地故障點。此時，通過工作人員沿線的檢測，可以快速找到具體的故障位置。這種方法對工作人員的專業能力要求相對較低，只需要知道原理就可以進行相應的工作，檢測準確率也比較高。但由于10kV配電線路間電流小，暫態故障發生頻率相對較高，信號注入法檢測能力相對較低，甚至在很多情況下無法識別此類故障。而且在線路電阻較高的情況下，信號注入法的間歇特性會變得非常明顯，檢測結果的可靠性很難得到保證。同時，大面積的配電線路接地故障定位需要大量的設備，所以這種方法的投資也很高[2]。

2.3阻抗法

當10kV配電線路發生接地故障時，線路的零序電流和有功功率會不斷增加。因此，根據這一特點，可以采用阻抗法快速定位故障點。主要原理是利用故障線路的零序電流和有功功率來選線，并在消弧線圈二次側增加電阻。根據電流和電壓的變換關系，可以得到電流故障線路的阻抗，結合線路的相關參數和數據，可以確定接地故障的具體位置。阻抗法成本相對較低，涉及的相關技術內容相對較少。但是這個特點使得定位的精度難以保證，也很難檢測到瞬態故障。如果接地故障點電流過大，會影響滅弧。另一方面，為了確保能夠有效地控制電阻并提高安全性，有必要為中間電阻配備相應的開關裝置。

2.4在線監控系統

上述配電線路接地故障定位方法相對簡單，適應性相對較差，也很難實時檢測出接地故障。在線監測系統的應用可以從根本上解決這些問題，大大縮短線路接地故障的定位和維護時間，進一步提高定位精度。在線監測系統在安裝和應用中具有不同的功能和特點。例如，為了準確定位配電線路的接地故障點，需要在變電站出口端的在線監測系統中安裝特定的部件或裝置，以便在第一時間掌握線路的整體情況。如果要判斷故障的來源，必須在用戶端安裝系統的定位檢測裝置，使其與電力用戶保持最直接有效的距離，然后在發生接地故障時就可以定位根本原因，從而提高定位精度?；蛘咴诰€路系統各支路安裝故障定位裝置，可以最快的速度定位線路中的接地故障點，從而在最短的時間內解決故障問題，避免線路長期故障造成更嚴重的經濟損失[3]。雖然這種方法有很多優點，但必須投入大量的采購和安裝費用才能應用。同時，為了保證檢測結果的實時性和有效性，需要專門的人員。

3結束語

綜上所述，為了保證10kV配電網的正常運行，需要明確了解10kV配電線路存在的暫態和永久性接地故障，然后在配電網運行過程中根據實際規模選擇使用人工檢查法、信號注入法、阻抗法、行波法、在線監測系統等方法，從而有效實現配電線路接地故障的快速定位，為配電網的穩定運行提供保障。

參考文獻：

[1]王勝.配電網故障快速定位及快速搶修處理策略研究[D].北京：華北電力大學（北京），2016.

[2]郭傳亮.配電線路故障定位技術及其在l0kV電網中的運用初探[J].電子世界，2019（3）：168，170.

[3]張聞.l0kV配電線路接地故障快速定位方法的探討[J].電工技術，2018（03）：94-95+97.