基于10kV配电线路的接地故障快速定位方法

王宁 周乐彬 国网湖南省电力有限公司新邵县供电分公司

在当前电力企业电网运行管理中。10kV配电线路单相接地是一种常见的配电赢坑运行故障，该故障不仅会导致配电线路产生过高的电压，损坏相关电力生产设备，还会直接影响电力市场对用户的正常持续供电。造成一定的社会经济损失。目前，电网建设规模日益扩大，随之而来的是配电线路故障的频发，其中最主要的故障类型是单相接地故障。研究10kV配电线路单相接地故障产生的原因并给出合理的应对策略，已经成为保障用电安全的必要课题。因此需要全面提升10kV配电线路单相接地故障的查找解决效率，避免因接地故障而影响电力生产、输送的正常进行。

一、10kV配电线路接地故障原因

10kV配电线路单相接地故障的原因是多方面的。不可抗力条件是导致单相接地电路故障的主要形成原因之一。受10级以上持续风力强度影响，强中弱对流降雨天气或发生泥石流、滑坡、洪涝、鸟害等自然灾害，极易同时发生单相接地线路故障。10kV配电网部分用电设备质量差，日常运行维护不到位，特别是特种变压器用户设备，缺乏定期检查和维护，运行中设备表面积灰、受潮，逐渐老化，井不断减少容易引起单相接地故障。大量10kV配电线路位于交通干道或道路沿线。车体的吊装和机械设备的施工可能导致导线的拉、碰、刮等现象，导致单相接地故障的发生。一些重大节日燃放烟花爆竹引发的火灾也可能造成电网单相故障。

二、10kV配电线路接地故障危害

（一）危害变电设备安全稳定运行

10kV配电线路单相接地故障，会造成一段配电线路发生短路，导致谐振过电压在某一时刻远高于正常值，从而大大降低变电站设备的绝缘。严重时会导致变电站设备的完全损坏。

（二）影响供电稳定性

在发生接地故障时，电网中可能会发生间歇性电弧接地，产生谐振过电压，导致线路绝缘子击穿，可能导致严重的短路事故，使配电变压器等线路用电设备烧毁。一般来说，单相接地停电故障可能引起的机电检修设备停电属于单线或单个支线，但如果不能及时限制故障的发展，停电规模可能进一步扩大，影响周边地区正常的生产经营。

（三）损害配电线路使用寿命

10kV配电线路单相接地故障后，供电电压和负荷电流将在短时间内继续升高。当其值严重超过配电线路的最大负荷时，会自然放电，直接造成相线和中性线的损失，并在一定程度上加速配电线路的损坏，降低线路正常使用寿命。

三、10kV配电线路的接地故障定位方法

（一）人工选线排查

接地故障排查方法包括5种：一是分段试拉法；二是人工巡线法；三是仪器、仪表应用法；四是线路绝缘抽测遥测法；五是整体遥测绝缘判断法。

当现场工作人员通过人工选线排查后，明确是哪条线路出现接地故障后，即可安排专业人员去查找到具体的故障发生点，如果在短时间之内无法可以找到具体故障出现的区域或者是位置的情况下，则需要通过采用登杆检查的方式对不同设备进行检测作业，使其能够对存在的问题进行高效的解决。与此同时，为提高故障定位效率，科研人员可尝试某种程度上采用信息系统代替人工巡视线路的方式，准确判断故障点。

（二）阻抗法

配电线路接地故障后，零序电流和有功功率将不断增大。根据这一特点，可以采用阻抗法快速定位故障。其主要原理是利用故障线路的零序电流和有功功率进行选线，并在消弧线圈的二次侧加电阻。根据电流与电压的变换关系，可以求出电流故障线路的阻抗。同时，结合线路的相关参数和数据，确定接地故障的具体位置。阻抗法成本相对较低，相关技术含量相对较少。但这一特性也给定位精度的保证和瞬时故障的检测带来了困难。同时，如果接地故障电流过大，会影响灭弧效果。另一方面，为了保证电阻能得到有效控制，提高安全性，需要在中间电阻上配备相应的投切装置。

（三）行波法故障定位

行波法故障定位利用小波包变换和傅里叶变换可实现波头的波形提取，结合北斗的高精度GPS可实现故障经确定位。行波法故障测距只受到波头提取的时间差和GPS自带精度的影响，从而减小了传统阻抗法测距的误差。行波法是利用故障时刻线路电流、电压突然发生变化所产生的高频暂态行波在两变电站和故障点之间折反射来进行故障精确定位的。

（四）在线监测系统

在线监测系统使用过程中，为了满足对不同控制单元的问题进行检测的需求，需要建立不同的类型，方便对实际问题进行检测，但是为了控制方便，需要进行统一的设置，每个时期控制的项目要对检测控制的内容及检测的预计效果提出简单的阐述，在实际的测试开始之前，必须在线圈中放置一定量的故障指示器，根据实际的需求，选择明确的方案，然后启动装置进行检测。升流升压装置可以对整个模型起到统一的控制作用，根据实际使用中的情况，模拟出现短 路、接地等相关情况的故障波形曲线。在对控制单元进行操作时，对于故障指示器中显示的数据可以进行远程的操作和识别，并且可以根据模拟情况判断错试出的故障结果，与实际的需求是否相符在检测完成后，会结合测试过程，给出一份科学且完整的测试结果。

四、10kV配电线路的接地故障预防处理措施

（一）加强日常巡视力度

针对10kV线路接触不良的问题，供电技术人员要加强对10kV线路的检查，对易发生绝缘磨损和老化的线路要多加关注，对质量不高的线路要根据线路实际情况及时更换。此外，还要加强对保护区周边环境的检查，及时清理整治阻碍线路安全运行的树木，确保线路运行符合有关规定。

（二）合理运用小电流接地选线装置

为了能够不断提高对10kV配电线路单项接地故障的科学预防处理工作，相关工作人员应该在变电所内对小电流接地自动选线装置进行合理安装，在该项装置辅助运用下，能在一定程度上充分实现自动选择出发生的单项接地故障线路，不仅存在着准确率高特点，同时时间短，通过应用小电流接地选线装置，就能对以往比较传统的人工选线工作方式的弊端进行避免，降低非故障线路不必要停电现象，减少由于接地故障问题导致影响范围扩大。

（三）应用新技术设备

伴随着我国科学技术水平不断的发展和创新，越来越多先进的技术出现在了大众视野面前，针对10kV配电线路单项接地故障排查检测工作而言，有关的工作人员需要采取全新的技术和设备，全面的去提高单相接地故障的检测工作质量和效率，充分保障10kV配电线路运行过程的安全可靠性，持续为用户提供高质量的电力。在10kV配电线路单相接地故障处理工作中，工作人员应该通过10kV配电线路的出口处进一步安装上信号源，与此同时还要在三相导线以及线路时段等加装上单相接地故障指示器装置，如果10kV配电线路在某一处出现单相接地故障的话，其指示器装置就能在比较短的时间内容发出指示信号，另外金属氧化物避雷针存在着伏安特性平坦以及没有截波等特点，所以技术人员应该把质量比较好的金属氧化物避雷针合理的放置在10kV配电线路和变台之上，避免由于出现暴雨雷击等天气因素带来比较严重的线路损害，进而出现不必耍的线路接地故障。

五、结束语

综上所述，为提高10kV配电网的安全运行管理效率，有必要对配电单相接地技术进行深入研究。配网系统单相接地危害较大，严重时甚至操作整个区域内长时间停电，因此当系统发生单向接地时需要慎重处理对待。因此，针对10kV配电线路接地故障需要加强其故障定位几乎研究，有效对故障点和闪络点做出明显区分，从而保证配网线路安全运行。