10kV配电线路单相接地故障分析

付加顺 范海龙 金成日 于凯 白东平

摘 要：现阶段，我国的10kV配电系统一般用中性点不接地形式运转，在电力系统中，经过大量的现场数据统计证明，单相接地故障在所有电力系统故障中所占比重最大，因此，为了保障整个配电线路的稳固和安全，必须采取有效、合理的对策。本文简述了10kV配电线路系统故障分析及应对措施，以降低此类故障发生的概率，提升电能质量。

关键词：配电网;单相接地;故障测距

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.169

0 前言

随着电力系统的不断地发展过程中，10kV配电线路系统逐步成为电力系统中的重要组成部分，而且10kV配电线路涉及范围比较大，因此，在电力系统所有发生的故障统计中，单相接地故障统计数量占所有故障数量的五分之四左右。因此，在电力系统故障的时候快速对故障位置进行定位，尽快的找到故障地点，排除故障，恢复供电，成为首当其冲的重要应对措施，目前的故障定位方法越来越制约电力系统故障排除的效率，本文对单相接地故障定位方法进行了简单地阐述[1-2]。

1 10kV配电线路系统故障定位的研究意义

在10kV配电网中，发生单相接地故障的概率占总故障概率的五分之四左右。按照规定，假设产生单相接地的系统故障，该系统依然可运转1～2小时，为保障了供电的安稳性。然而，10kV配电网所处的地理环境复杂，一般采用单电源辐射性供电，总体长度长，配电线路分支较多。如果10kV配电网发生单相接地故障。传统的定位措施依托人工检测，操作人员对线路沿线的系统故障点进行检测。这不但耗费了大批人力物力，而且延长了停电时间，给用户带来巨大的不便，降低了供电的安稳性。因此，迫切需求一种快速的系统故障定位技术。

2 10kV配电线路系统单相接地故障定位

目前，当产生单相接地系统故障时，产生的短路电流很小，三相间的线电压保持对称，对负载电源没有影响。因此，一般来说，它允许继续运行1-2小时。在此时期，其余两项对地电压都要升高，为了避免系统故障进一步扩展，就应该及时发出信号，工作人员必需尽快查明短路线路和短路点，以便采取相应对策解除故障，恢复系统正常运行。

由于对系统的安全性不会构成严重影响。一直没有受到足够的重视，线路系统故障后，基本上沿线路找出系统故障点。但是线路故障会造成对用户的供电中断，快速的故障定位将使用户的停电时间大大缩短，减小停电造成的损失。所以更有效的故障定位方法、供电恢复方法以及高质量的用户服务是供电部门未来的工作目标。

单相接地故障定位主要包括三部分：（1）进行系统故障选线;（2）确定系统故障区段或分支;（3）确定系统故障点。目前，10kV配电网单相接地系统故障定位措施按原理能够分为阻抗法系统故障定位、注入法系统故障定位、区段查找法系统故障定位、智能法系统故障定位和行波法系统故障定位。

2.1 单相接地故障行波定位

行波定位方法有两类，一类是先手工向故障系统发送脉冲信号，然后捕捉由故障点反射回来的行波，从而找到故障点。另一类是通过檢测系统故障产生的行波进行双端或单端故障定位。10kV线路结构复杂，分支较多，确定故障区段难度较大，对于故障点定位将更加困难。C型行波法是离线系统故障定位。关于此类线路发生的单相接地故障，该措施不受信号故障时行波信号强度的影响。在进行故障定位时可反复判断。当一个接收信号明晰的剖析和系统故障点位置，又能再次发一个行波信号范围，该措施在对10kV配电网单相接地故障定位有一个巨大的优势。故该方法具有灵活，经济，可靠性高等优点。

2.2 行波定位方法分析

该方法具有精度高、速度快等优点。A型行波定位办法是采纳单端定位;B型行波定位办法是采纳双端系统故障定位;C型行波定位办法切除系统故障段后在单端通过人工注入脉冲信号定位;D型行波定位办法是采纳电流脉冲定位。

2.3 各种行波定位方法特点

A、B、D型行波定位方法均属于在线定位方法，因而它们都具有实时特性，故障反应灵敏，相比较而言，A型行波定位方法装置简单，投资最低，但是相对缺点是行波在折反射过程中产生很大的衰弱，对检测产生很大的干扰，甚至难以区分是故障点还是其他的波阻抗过渡点。B型行波定位只需要准确的检测首个反馈行波就能够确定故障点的位置，信号幅度较大，容易识别，分析计算也比较简单，缺点在于，需要在线路的两端装设检测设备，而且设备造价较高，准确性要求也更高一些，还需要GPS系统使时钟同步，相较其他方法来说，投资巨大，性价比不高，实用性差。

由于故障发生与电网结构，故障原因，线路状况等因素有关系因而它的时刻是不确定的，如果在电压过零处附近发生单相接地故障，在该点电压行波变化平缓，产生的电流小，很难检测到行波。此时较大误差将会进入A， B型行波定位方法使故障定位不准确，甚至会失效。而D型行波定位方法可以解决A、B行波的不足。

C型行波定位是离线定位，故该定位方法和故障所产生的行波强弱关系并不相关，而且在故障定位时，可以进行多次实验，以取得比较准确的结果，同时由于故障线路已经隔离，安全性高，时间要求不算严格，检测的时候之需要一条一条的线路进行检测就好，不用事先在线路上装设固定装置，投资低，实用性强。

3 结束语

10kV配电线路系统单相接地故障虽然在选线技术得到了突飞猛进的发展，但是在中性点非接地系统或者弱接地系统中，单相接地故障的精准定位是至今没有得到很好解决的难题。因此，仍需沿线路手动搜索故障点。伴随配电网结构复杂、分支增多采用人工巡线的方式，这需要大量的人力和物力。而且造成长时间停电问题，给配电网供电的平稳性造成严重的影响。另外在发生灾难性事件，恶劣环境下尤为困难。故传统人工方法已无法满足配电网发展的需要，因此，本文提出了一种行波理论的系统故障定位措施，由于C型行波测距是在其它实时定位的方法中无法完成的;同时由于这一方案不需要在每一条线路上都安装设备，极大的节省了一次性投资。

参考文献：

[1]梁保球.电力系统10kV配电线路安全运行维护措施分析[J].技术与市场，2018，25（11）：213-214.

[2]叶永圳.10kV配电线路常见故障原因分析及防范[J/OL].中国战略新兴产业.

作者简介：付加顺（1984-），男，吉林珲春人，专科，工程师，研究方向：10kV配电网线路断线分析。