接地故障指示器的10kV線路接地故障的判斷與分析研究

甄雄輝（廣東電網有限責任公司江門開平供電局，廣東 開平 529300）

接地故障指示器的10kV線路接地故障的判斷與分析研究

甄雄輝
（廣東電網有限責任公司江門開平供電局，廣東 開平 529300）

摘 要：10kV電力線路由于受到來自于內外各種因素的影響，常發生故障問題，為了有效排查并解除故障，就要打破傳統的故障排查模式，尋找新的、科學途徑。接地故障指示器作為一種新型的故障排查設備，能夠及時高效地定位電力線路故障點，從而及時排除故障。本文首先簡單說明了接地故障指示器的工作原理，然后分析了其安裝位置與安裝方式，最后探究了其在10kV線路接地故障判斷中的應用。

關鍵詞：接地故障指示器；10kV線路；接地故障；判斷；分析

由于傳統的接地保護設備對于線路故障判斷準確率較差，同時無法精準定位故障區域，會延長故障問題的查找和處理時間，影響整條配電線路的恢復供電時間，因此，有必要引入接地故障指示器，發揮其精準定位故障的功能，提高故障判斷精準度，從而維護供電的安全、穩定、持續。事實證明接地故障指示器在線路故障定位與排除方面發揮著十分有效的作用。

1　接地故障指示器的運行原理

接地故障指示器是電力線路系統非常重要的電氣設備，主要是針對線路故障進行監測、指示、傳遞信號、發出警報等等，這一設備也能發揮記憶信息、存儲信息等作用。接地故障指示器主要有兩大顯示工作原理：

（1）翻牌顯示：當接地故障發生的一瞬，指示器能檢測到暫態電容放電電流，以及接地線路正在逐漸降低的電壓，對應發出接地警報信息，此時，信號顯示牌的顏色發生翻轉，從白色變成紅色。

（2）光電顯示：故障發生的一瞬，指示器能夠檢測到電容電流瞬間變大，超出標準的數值，同時也能檢測到線路電壓不斷降低，此時，則意味著出現了接地故障，并對應發出發光信號，故障出現時，紅色指示燈亮起來。

2　接地故障指示器的正確安裝位置與方式

要本著便捷、實用、易操作的原則，參照電力線路所處的地理環境、地形特征、線路間距等來科學安裝定位接地故障指示器。對于10kV線路來說，主要從干線與支線兩大方面進行分析定位：

（1）干線：通常干線上應該裝配3組接地故障指示器，從而將主干線路劃成4個自然段，要把指示器裝在交通暢通、便捷、易于觀察、操作的桿塔上，為故障排查創造便利條件。當出現故障時，從電源到故障發生區間的故障指示器將發出紅色警報，則可以通過查看所裝設的不同指示器的變化來準確定位故障區。

（2）支線：通常情況下，電力線路干線與支線的鏈接處會裝設斷路器（或跌落保險設備），應該將指示器裝在支線斷路器出線端，對于長度較長的支線則應該在其線長的處加裝一組指示器。故障發生時，先查看干支線鏈接處指示器的變化，一旦發生異常，則要利用斷路器將這一段線路隔斷，確保其他非故障線路正常運行，然后，接著查看中段線路指示器的變化情況，如果其中有指示變化，則斷定故障發生在這一線路的后半部分，相反，故障發生在前半部。這樣通過利用接地故障指示器來進行分段控制與判斷，能夠很快發現故障點。

3　科學的安裝方式

第一，當故障指示器懸掛于導線時，要防止其出現傾斜，確保其與地面垂直。這是因為如果指示器出現傾斜現象，極可能影響其動作，故障問題出現時，無法及時發出動作，相反，如果故障排除了，指示器依然處于故障動作狀態，不能歸位。

第二，要將其裝設于桿塔電源端，而不是負荷端，這樣才能確保即使桿塔上方的電氣設備出現故障問題，也能得到指示器的正確指示與警報。

3基于接地故障指示器的10kV線路接地故障的科學判斷與分析

3.1 判斷接地故障的方法

在10kV電力線路中，如果線路出現故障問題，故障線路中安裝的所有故障指示器都發生變化，例如：翻牌、閃光，但是故障區以后的指示器沒有任何變化，在這種情況下，檢修人員可以順著故障線路一直尋找，直至發現最末端一個動作的故障指示器與第一個沒發生任何變化的指示器之間形成的區域，就可以確定為故障區，在這一區域內定位故障段與故障點。

3.2 指示器的裝配位置

對于10kV電力線路來說，如果是單電源供電，指示器的正確裝配位置如圖1所示。

當指示器變紅，則意味著指示器安裝區同負荷端之間的線路，有故障問題出現，如果其中的某一指示器變紅，則意味著這一指示器點到負荷端發生了接地問題；當兩處出現變紅現象時，則意味著該處與負荷端出現了短路接地問題；當三處發紅，則意味著這一點到負荷端出現了短路故障。

如圖1所示：假設c組接地故障指示器發生變化，就意味著c組負荷端的C段線路出現了接地故障；假設d組發生變化，意味著d段線路有故障問題出現。

倘若a 組指示器發生變化，但是c/d組沒有任何變化，則意味著ac段、ad段出現了接地故障；假設a/c組一起動作，則意味著接地故障出現在c段線路中。

3.3 10kV并網有小水電電源的線路

這一線路的故障問題判斷相對較難，要結合故障發生的具體時段、負荷最高與最低時段等進行全面、系統的判斷分析。當故障發生時，裝設點的指示器無法有效判斷電流回路到底是途徑電網電源或是小水電電源，因此，對應的電源端、負荷端都會出現一定的變化。通常來說，靠近小水電電源的電力線路中，常常在電力負荷較低時，例如：用電量最少的夜間出現故障問題，其中需將小水電納入考慮范圍，故障問題或許發生在指示器所顯示的電源側段內。

由于這種情況下小水電上網電量無法就地消耗，輸送電能到變電站之外的網絡系統，電力線路也將把小水電電源當做主導電源，這樣小水電側就充當了電源側。

為了有效判斷這種線路運行的接地故障，可以將故障指示器配在小水電源的首端，當出現故障問題時，能夠最先看到此區域所安裝的指示器有無變化或異常，來對應判斷故障區。

通過觀察上圖可以這樣分析：僅當d段出現故障問題時，必然保持最初始的電源側與負荷側，然而，對于c組指示器，則意味著無論是小水電電源還是電網電源都能成為其電源側，一旦c組指示器發生變化，則可以判斷出d區段為故障區，這種情況下，a、b、d組指示器都可能發生變化，然而，故障點則不能出現在c組指示器電源側。

如果c組指示器無異?，F象，a，b兩個指示器發生變化，倘若小水電電源側指示器沒有任何非正常現象，則意味著在c段線路中有故障問題發生；相反，倘若小水電電源指示器有異?，F象，則意味著a段出現了故障問題。

4　接地故障指示器的弱點和缺陷

4.1 指示器不動作

電力出現故障問題時，假設巡檢人員技術純熟、動作迅速，能在三分鐘內找到故障線路，并排除故障，然而，指示器接地動作時間要在5分鐘以上，則會導致指示器不動作。

4.2 指示器進入休眠狀態

通常指示器會有一個最小運轉電流值，只有當電力線路電流超過這一數值，指示器才能進入有效運行狀態，相反，則可能進入休眠狀態，指示器工作的最小電流值通常在10A，那么個別的分支線路，由于電流不足則無法確保指示器發揮作用，影響了故障指示器的普及范圍，因此，實際的故障指示器安裝中，必須結合線路的負荷電流大小，同時，也要適當地控制指示器的最小工作電流。

4.3 不具備良好的抗電磁干擾能力

接地故障指示器很容易受到一些外界干擾性因素的影響，特別是一些電磁干擾，例如：雷擊電磁等等，在電磁干擾下，會造成指示器發生誤動作等問題，影響故障問題的查找。

結語

接地故障指示器在線路故障定位排查方面具有多方面的優勢和優點，要正確合理地利用這一故障指示與排查設備，發揮其在故障定位與排查中的積極作用。

圖1

圖2

參考文獻

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中圖分類號：TM726

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