浅析电力系统中配电线路检修技术

2019-10-29曹志强

城市建设理论研究（电子版） 2019年12期

曹志强

国网永昌县供电公司甘肃金昌 737200

1 电力系统中配电线路常见故障分析

在电力系统中，配电线路常见故障包含单相接地故障、短路故障和断线故障三类。受树木生长、气候等因素影响，配电线路上绝缘子容易发生单相击穿，从而造成接地故障发生。短路故障发生多由单相或多项载流导体未通过负荷而直接碰触造成，故障点电阻抵抗力较小，造成线路因电压瞬间升高出现短路问题，故障可能由外力破坏、用户使用不当等因素引发。

2 电力系统中配电线路检修技术措施

2.1 单相接地故障检修技术

单相接地故障的发生，将导致配电线路产生较高电阻或电弧接地，故障相电压不断下降，其他相逐渐升高。在熔断件熔断情况下，故障相电压表在二次回路中串联运行，使得电压表读数不会为0，因此给检修人员判断故障线路带来一定困难。在故障排查阶段，需要利用试送电、绝缘电阻测量等方法分析故障位置和原因，找出故障发生区域，然后结合电流变化展开深入分析。采用基于对称分量法的故障定位技术对配电线路运行数据进行监测，可以根据监测得到的三相电压、零序电压和线路零序电流等进行故障判定。由于单相接地故障发生将导致配电线路零序电流相位出现滞后情况，与正常线路零序电流方向不一致。在全部线路零序电流保持相同方向时，可以判断为母线接地。

为实现故障定位，设定母线指向线路方向为电流参考方向，可以得到支路01、1f零序电流滞后零序电压，其他支路仍超前。因此通过在线路终端进行各支路零序电流和母线零序电压采集，可以实现故障准确定位。此外，对线路零序电流和零序电压乘积进行累加，可以得到零序能量E，用于对零序电流有功分量进行度量。利用式（1）进行计算，可以得到零序能量最大的线路，由于线路零序电流有功分量与正常线路相反，因此可以确定为故障线路。完成故障线路查找后，可以将线路断线器拉开，如果接地现象消失能够证明所选线路为故障线路，然后对线路进行检修维护。在故障维修上，可以在故障点周围完成小电流接地自动选线装置的安装，然后利用设备进行线路调试，最终完成故障维修。

2.2 短路故障检修技术

短路故障发生带有瞬时断开的特征，使得配电线路在极短时间内无法供电，并且可能发生闪络预兆。如果配电线路发生两相短路故障，两相电压将瞬时降低，电流和电压并不会为0，同时故障存在两个故障相电流相反特点。因此针对短路故障进行检修，重点在于完成线路电阻测量。结合线路型号、线间距离等资料，可以对线路电阻进行计算，如式（2），式中ρ为导线材料电阻率，S为线路导线额定面积。结合计算得到的电阻值对线路电阻进行测量，如果测量得到阻值过小，说明线路可能发生短路故障。

在线路故障距离计算上，需要结合短路特点和边界条件展开分析，利用采集到的三相电流、三相电压和线路参数完成故障点到线路首端开关的距离计算。

根据式（3），可以得到BC相间阻抗值，Z1指的是线路单位长度正序阻抗。BC相间电流变化分别为△Ib和△Ic，为故障前线路前后线段始端差值，满足式（4），If为故障点流向线段负荷侧的电流。根据检测得到的各种数据，可以完成相间短路故障距离D的计算。

短路故障发生尽管会导致线路设备断电，但线路中依然有电流的存在。因此在检测过程中，需要先对线路进行断电，然后完成绝缘护具的佩戴，然后进行线路故障检测。

2.3 断线故障检修技术

断线故障的发生，与绝缘子击穿造成的配电线路爆炸或外力造成的线路断裂有关。故障发生后，仅凭观察就可以发现断线故障是否发生。实际在线路故障检修时，还要及时完成故障检测和定位。正常运行的情况下，配电线路三相电压对称，线路负序电流较小。而发生单相断线故障，将导致原本配电网络结构发生改变，线路负序电流随之增大，使得电源侧零序电压增大或降低至0。对线路负序电流间分析，可以对线路故障特征进行判断。在配电线路中，系统与负荷的负序阻抗为感性，后者为前者近百倍，因此断线故障发生将导致线路负序电流明显变化。在故障点位置，两侧零序电压也呈现出不同特征。通过分段进行线路排查，能够确定线路故障点位置。如果配电线路发生多相断线故障，电源侧故障相电压会有所增大，正常电路电压则逐渐减小。由于电源侧电压带有对称性，所以不会损坏正常电路。因此在检测过程中，如果发现负荷侧的三相电压不变，系统电压持续降低，说明线路发生多相断线故障。配电线路断线故障的发生，通常会引起过电压保护动作。在断线相判断时，可以采用保护动作启动判据确定故障点，以便使故障得到及时排除。如式（5）所示，U0为零序电压，在3U0达到U0.set这一零序过电压门槛值时，将会导致线路电流启动。