10kV配電線路接地故障快速定位方法的探討

劉立剛

摘 ?要：目前，人們對10kV配電系統運行質量的要求有所提高，如果發生接地故障工作人員應該及時進行定位、處理，減少停電帶來的經濟損失。對此，筆者對10kV配電線路接地故障及其原因進行分析，并闡述當前10kV配電線路接地故障快速定位方法、選擇方式，以期為相關人員提供參考，實現對10kV配電線路接地故障的準確定位，提高10kV配電系統運行的穩定性。

關鍵詞：10kV配電線路 ?接地故障 ?故障定位

中圖分類號：TM726 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）05（b）-0050-02

在10kV配電線路中，根據電流大小將其分為小電流接地系統、大電流接地系統。前者因為中性點沒有直接接地，所以在發生接地故障時會產生較大的電流;后者是中性點直接進行接地，在發生接地故障時會產生非常大的電流。為了避免安全問題的發生，經常會將小電流系統應用在供電系統中，但由于電流較小很難快速發現故障位置，需要將快速定位方法應用于其中，縮短停電時間。

1 ?10kV配電線路接地故障與原因分析

1.1 10kV配電線路接地故障概況

某供電企業10kV配電線路采用小電流接地系統，其中性點運用的消弧線圈方式進行接地。在2018年期間，10kV配電線路共發生了24次故障，其中包含29.2%的故障單項接地故障。經過調研發現，在我國10kV配電線路系統中，單項接地故障發生概率高達85%。其中，因為10kV配電線路為架空線，其在運行過程中常常會受到惡劣天氣的影響，通常大風、大雪、雨季等特殊天氣時，會增加10kV配電線路接地故障的頻率。由于10kV配電線路系統在發生接地故障時，并不會產生較大的電流，如暫態性故障線路中三相電壓基本對稱，不會影響供電的質量，不過在1～2h后，常常會出現斷路器跳閘問題。如果不能及時對10kV配電線路接地故障進行處理，會導致系統中低電壓增加，進而因為絕緣破壞而導致相間短路問題。如果10kV配電線路接地故障為永久性故障，則會影響配電網變壓器運行的穩定性、安全性，進而影響供電企業運行的穩定性[1]。

1.2 10kV配電線路接地故障原因

10kV配電線路接地故障可能是由多方面原因導致的，在進行故障排查前，首先要對其故障原因進行了解。從以往的配電線路維護檢修工作經驗來看，引起10kV配電線路接地故障的原因主要包括：（1）自然環境因素，主要是指天氣因素，比如出現大風、雷雨天氣時，容易發生單相接地故障，因倒桿等問題而出現斷線接地。雷雨天氣也可能導致變壓器繞組絕緣體被擊穿，或導線分支熔斷器絕緣體被擊穿，進而引發單相接地故障。（2）外力作用破壞，主要是指人為破壞問題。許多配電線路都是沿道路進行布設的，在道路施工過程中，容易導致地下電纜或電桿受到破壞，進而引發接地故障。隨著城市化進程的不斷加快，市政施工項目越來越越多，因外力作用破壞引起的電路接地故障幾率也有所上升。此外，也存在人為惡意破壞、偷盜電纜設備等現象，都會引發接地故障問題。（3）設備自身故障問題，由設備原因引起的線路接地故障占較大比例，主要表現為設備絕緣子擊穿故障。隨著配電線路及設備使用時間的推移，設備和線路會出現老化現象，機械強度明顯下降，進而容易出現設備故障問題。比如配電變高壓引下線發生斷線故障等。在配電線路故障檢修過程中，設備故障也是重點排查的問題。（4）設計缺陷問題，在10kV配電線路的設計過程中，可能由于未充分考慮實際電力負荷的分配情況，導致電源點與用電負荷分布不均衡。在投入使用后，線路長時間保持過載運行狀態，會引發線路過熱、燒斷等問題，進而引發接地故障。在此情況下，也會嚴重縮短配電線路和設備的使用壽命，必須對設計質量進行嚴格控制。

2 ?10kV配電線路接地故障快速定位方法

2.1 方法類型

在10kV配電線路接地故障的快速定位中，存在很多的技術與方法，主要包含：（1）人工法。當10kV配電線路發生接地故障以后，沒有可以采用的輔助定位方式，基本上會采用人工法進行故障定位，這種方式就是人工巡線。具體來說，根據故障指示器所顯示的動作位置，工作人員對接地故障的位置進行判斷，不過在現階段的工作中，因為10kV配電系統的規模在不斷增加，其中所包含的分支線路越來越多，加之該供電局采用小電流接地系統，所以發生故障時指示器不能及時做出動作，影響定位的快速性、準確性，使得該方法逐漸被淘汰[2]。（2）阻抗法。這種檢測接地故障的方式，其原理是在故障發生后系統中的消弧線圈會發生加入電阻的現象，使得零序電流或功率發生變化而出現故障。基于對電流、電壓變換關系的檢測分析，計算出故障線路自身的阻抗，然后再利用相關數據實現故障位置的具體判斷。（3）信號注入法。這種定位方式是因為發生接地故障之后，工作人員可以采用專業的設備對母線的電壓互感線中，注入特殊的電流信號，然后實現對線路的檢測，基于信號的流通效果完成選線的目的。如果線路中的檢測限號消失，則是說明消失的位置即為故障點。（4）行波法。如果10kV配電線路發生接地故障以后，會出現行波現象，而行波法即對線路中的行波進行檢測，通過檢測設備、故障點之間行波往返的時間，對具體的故障位置進行判斷。（5）在線檢測系統。將這種方式應用在10kV配電線路接地故障的快速定位中，在根本上改變了以往的判斷模式，其具體的應用分為3步：一是在供電局的出線端位置，安裝故障定位系統，便于系統實時掌握電路的情況，實現故障位置的精準判斷;二是在用戶設備附近的位置安裝設備，這樣的為方式可以實現對故障原因的判斷;三是在電纜、分線路中安裝定位設備，如果發生故障問題可以及時進行精準判斷，為工作人員提供可靠的依據[3]。

2.2 方法比較與選擇

每一種10kV配電線路接地故障快速定位的方式，都有著自身的優缺點，工作人員在使用時需要掌握不同方法的優缺點，然后結合實際情況進行故障定位、故障檢修。上述5種10kV配電線路接地故障定位方法的優缺點，主要體現在以下幾方面：（1）人工法，定位不準確并且具有較大的難度，在是檢測中需要投入較大的人力，但是無法提高檢測效率。（2）阻抗法，不僅原理簡單還不需要資金，但是定位的準確性較低。（3）信號注入法，不需要較為復雜的原理便可以實現故障定位，但是需要使用專門的設備，除了投入資金之外，這種方式還存在間歇性。（4）行波法，可以實現對故障定位的準確度，不過在使用中會受到外界因素影響。（5）在線監測系統，對系統實時監控可以及時獲取系統該狀態，保證定位的準確性，但是對工作人員的能力要求較高。在選擇過程中，不宜采用成本消耗較高的定位方法，同時工作人員的能力有待提升，所以將信號注入法、在線監測系統排除。為了實現對10kV配電線路接地故障的快速定位，供電企業可以采用阻抗法、行波法的方式進行分析，在保證最終效果準確性的同時，還不需要較大的資金投資，工作人員可以輕松確定故障的位置，并及時進行故障處理，提高供電局運行的穩定性。

3 ?結語

綜上所述，10kV配電線路接地故障的原因有很多，不同因素所產生的故障位置存在差異，要想實現快速定位就應合理選擇定位方法。在實際應用過程中，工作人員需要結合實際情況，對不同故障快速定位方式進行比較、選擇，以此來保證定位當時的合理性，提高10kV配電線路接地故障定位的準確性、高效性，為檢修工作提供可靠的依據。因此，結合該文分析發現，文中所提及的幾種10kV配電線路接故障快速定位方式，具有較強的可行性。

參考文獻

[1] 郭傳亮.配電線路故障定位技術及其在10kV電網中的運用初探[J].電子世界，2019（3）：168，170.

[2] 張少保，詹欣圳，陳全民.配電線路故障定位技術及其在10kV電網中的應用[J].山東工業技術，2016（20）：167.

[3] 張琦.10kV配電線路單相接地故障定位新方法的研究和應用[J].貴州電力技術，2013，16（11）：83-85.