10kV配电线路单相接地故障定位方法的研究

丰浩然

国网长子县供电公司

10kV配电线路单相接地故障定位方法的研究

丰浩然

国网长子县供电公司

随着电力企业快速发展和人们日常用电需求的增加，10kV电网越来越多的被应用于我国的配电系统中。由于在许多地区的电力供应相对较大，配电线路分散，混乱，严重影响了供电的整体质量，导致供电效率和线路稳定性降低。除线路故障运行过程中的自然因素和人为因素外，线路故障排除和维护过程的难度较大，运维人员在线路故障检修过程中，无论是排查效率还是检修效率都不能保证。将故障定位技术应用于10kV电力网络，可以大大提高了质量和效率的电力系统故障。

10kV电网；单相接地；故障定位

配电网将配电网和区域电厂按照适当的电压等级分配给所有类型的用户，承担任务分配的权力，是电力系统的重要组成部分。在我国，10kV配电网主要采用中性点接地方式，城市主要电网都采取此方式。据有关统计，单相接地故障占比配网总故障的80%以上。快速找到故障点，尽早恢复供电，对提高10kV配电网供电可靠性具有重要的作用。

1　单相接地故障的原因

1.1单相接地故障检测

发生10kV线路单相接地故障后，相关变电站通过10kV母线绝缘监测装置检测接地故障和接地信号，提示值班人员通过查线处理，最终确定单相接地故障相、配电线路，线路中断，通过在线维护排除故障。

1.2单相接地故障发生的原因

在实际操作中10kV配电线路，单相接地故障有：线路绝缘子或配电设备绝缘击穿接地；接地导线破损或丢失；由于天气原因，如闪电，由地面引起的风和雨；因为脱落的树木或树枝造成接地；人或车辆造成的接地。在实际操作中10kV配电线路，10kV配电线路原来基本上都是裸露的导线，由于天气、线路设施损坏或绝缘击穿，经常因受到各类原因的发生而引起跳闸，10kV配电线路故障中单相接地故障率最高，故障率高达80%。

2　10kV线路单相接地故障的定位方法

2.1以往的故障定位模式

单相接地故障定位的方法通常采用10kV配电线路故障查找人员人工检查，在故障线路进行检查、查找，找到故障点后逐渐消缺，最终解决故障。这样的方法往往会延长时间，会增加人力和物力资源的投入和消耗，并会影响用户的正常使用电，影响供电服务的质量。由此可见，传统的单相接地故障定位方法具有一定的局限性，需要改进和优化。

2.2改进后的故障定位方法

1)阻抗法。当发生故障时，故障线可以通过测量电流和电压，计算阻抗来确定故障电路。假设配电线路的均匀性，其长度与阻抗成正比，根据这种关系，可以粗略计算故障点的位置。这种故障定位方法具有成本低、简单和安全的优点，但是，它也有缺陷，很容易受到路径阻抗、功率参数等因素的影响。常用的阻抗法是适合于应用在线路结构比较清晰，配电线路简单。但是，阻抗法同样存在着一些缺点，即不能有效地识别出真实的故障点，不能及时排除伪故障点的排除。因此，阻抗的方法是不适合使用在配电线路分支较多，结构复杂，一般只用于单相接地故障定位的配电线路阻抗的一个额外的辅助方法，S注入法阻抗法、行波有效组合波的方法，可以有效地定位故障。

2)注入法。交流注入法的具体工作过程是将隔离的电路故障电路分离，然后输入高电压信号和电流控制在100 ～ 200ma。探测器沿配电线路检查一步一步，从孤立的部分的初始位置开始慢慢结束检查，一旦发现之前和之后的检测部分信号出现两倍以上的差异，可以得出结论，可能是在这个位置存在故障点。这种检测方法也存在一些缺点和弊端，这是由于通常情况下，配电线路和地面之间存在一定距离，更长的距离达到10米，期间电流也相对较小。然而，因为所测算的信号同流经线路的信号之间成正比。这种定位检测方法无需过高的精度，对于故障点附近较为明显、强度较高的信号，检测器就能将其准确地检测出，进而科学定位故障点。

3)行波法。配电线路故障时，会产生相应的行波，根据花在线路上的相应设备和故障点实际来回距离的往返时间，或由相应的故障距离测量线两侧行波到达时间差异分析，可以确认故障点。行波法测距的可靠性和精度在理论上不受线路类型、故障电阻及两侧系统的影响,但在实际中则受到许多工程因素的制约。

4)故障在线监测系统。在10kV 电网中的应用，改变了传统配电线路故障检测模式。首先，将故障定位装置安装在变电站出线端，能够通过对电路运行的具体情况进行准确合理的判断，以确定电路故障的具体位置。其次，在用户设备附近安装故障定位装置，可以准确地确定电路故障的原因，确定故障属于公用线路还是用户。最后，安装故障定位系统在分线路和电缆运维中，当电路故障时，可以对故障线路进行清晰的判断，大大降低了运维人员的工作难度，提高了线路运维的质量和效率。

3　加强10kV配电线路单相接地故障的处理

3.1要注意配电网设备元器件的标准化、系统化

配电网设备的组件的标准化和系统化，将使更换组件非常方便。如果更换系列设备部件和设备是不一样的，那么它可能会导致设备部件损坏更换，维修时间将在同一时间分布的网络设备的增加，影响其稳定运行的配电网或停电时间等。配电网设备标准化、系列化零件，设备维修时间缩短，设备部件的采购变得简化；配电网设备标准化和系列化的成分，但也使操作和维护设备的管理和维护更加方便人员，使维护工作更高效。

3.2满足其经济性建设

配电网设备的更新以满足上述条件，还应该选择更新投资少、能耗低、维护成本低的组件，它可以降低运营成本，提高供电企业的经济效益，供电企业的利润增长。价格因素也是一个重要因素，它关系到供电企业投资能否获得更高的回报。根据实际应用，选择合适的设备，以满足最迫切的需求，通过对未来需求的升级，从而最大限度地发挥投资基金的有效利用。

10kV配电线路结构相对复杂，而且有许多分支线路和节点，使故障的判断必然会导致困难，必须加强对单相接地故障定位方法的研究，掌握单相接地故障定位的科学方法，提高供电质量和配电线路的运行水平。

[1] 徐汝俊. 10kV配电线路单相接地故障定位方法的研究[D]. 华北电力大学,2011.

[2] 陈火彬. 10kV配电线路单相接地故障的检测和预防[J]. 电力设备,2005,03:62-64.

[3] 张丙妹. 分析10kV配电线路单相接地故障及对策[J]. 价值工程,2010,30:243.