配电线路接地故障的探测及定位方法

2020-03-03颜运宁

技术与市场 2020年7期

颜运宁

(广东电网有限责任公司梅州大埔供电局，广东梅州 514299)

0 引言

配电线路具有供电距离长、电气设备多、结构复杂等特点，且配电线路运行过程中易受天气环境等因素的影响，易发生接地故障，给供电线路的运行可靠、安全性带来极大的威胁。配电线路运行过程中发生接地故障之后，要尽量缩短接地故障点的排查时间，尽早排除故障，使配电线路快速恢复运行，以降低给用户用电带来的影响。目前国内采用的几种线路检测方法各有优劣，单一的使用往往会降低检测精度，增加检测成本，只有配合使用才能更精确的对故障点定位。

1 配电线路接地故障产生的原因

1.1 自然环境因素

1)雷雨期是接地故障频发时期，在地势空旷处，配电线路的绝缘子易被击穿和烧毁等，造成用户用电质量下降。

2)随着城市绿化规模的不断扩大，树木越来越多。在树木的生长过程中，树枝会对电线产生压迫，或在雷雨天气树枝断裂造成线路被压坏，极易发生故障。

3)动物等在活动时触碰到变压器会造成配电线路接地故障。

1.2 其他因素

1)居民在配电线路周围燃放烟花爆竹造成配电线路故障。

2)小偷私拆变压器造成线路线头暴露在外造成配电线路故障。

3)电气设备老化产生磁化现象导致线路发生故障。

4)工作人员疏于管理，导致配电线路出现故障也不能被发现，最终酿成严重的后果。

2 配电线路接地故障的探测及定位方法

2.1 阻抗法

假设配电线路传输电流为均匀传输。阻抗法的故障探测原理是根据故障线路阻抗或电抗与探测点到故障点的距离成正比例关系，通过计算故障探测点的阻抗或电抗值除以配电线路的单位阻抗或电抗值得到探测点到故障点的距离。阻抗法具有投入成本少、易操作的优点。但受配电线路阻抗、配单线路线路负荷和电源参数的影响较大，对于带有多个分支的配电线路，阻抗法无法排查出故障点。

2.2 行波法

行波法探测原理是利用故障点所在线路产生的行波，根据仪器探测点到故障点往返一次所需要的时间和已知的行波波速来确定故障点的位置。行波法还有一种工作原理，即利用故障点所在线路处产生的行波到达配网线路两端的时间并借助通信联系实现故障定位；当然也可以利用确认线路故障发生后由装置发射高压高频或直流脉冲信号，根据高频脉冲从发射装置到故障点的往返时间对故障点进行定位。

2.3 加信传递函数法

加信传递函数法的测量原理为在故障点所在线路处路附近加方波诊断信号，根据故障发生处电路拓扑结构的变化，用频域分析进行定位的单端测距算法。加信传递函数法具有测量故障点的距离结果不受负荷参数变化的影响的优点。但其缺点为选择接地线路作为故障点定位信息的依据，不能准确解决测量定位不准确的问题。

2.4 端口故障检测法

端口故障检测法的原理是利用故障点所在线路的故障电压和电流的特点进行测量和定位。通过向故障线路施加频率为音频的正弦信号，依照配网线路可测端口处故障发生前后测试信号的变化量，实现故障点自动在线定位。端口故障检测法的优点是故障检测工作量小，适用于较大配电线路的检测，其缺点是分支线路的故障点位置只能判断为分支线路与主线路的联接点，确切故障点的位置无法确定，且在故障点定位过程中需要数据通讯，操作麻烦，实用性不强。

2.5 电磁场检测法

电磁场检测法的工作原理为依据法拉第电磁感应原理，线路如果有传输电流，则其附近能够检测出微弱磁场，如果没有电流通过则检测不出磁场。根据该原理检修人员可以使用小磁针沿着输电线路大概发生故障的位置沿线检测。电磁场检测法的优点是使用设备简单、操作简单、成本低廉。缺点是只能确定故障点大致范围，并不能精准定位。