配電線路接地故障的探測及定位方法

顏運寧

(廣東電網有限責任公司梅州大埔供電局，廣東 梅州 514299)

0 引言

配電線路具有供電距離長、電氣設備多、結構復雜等特點，且配電線路運行過程中易受天氣環境等因素的影響，易發生接地故障，給供電線路的運行可靠、安全性帶來極大的威脅。配電線路運行過程中發生接地故障之后，要盡量縮短接地故障點的排查時間，盡早排除故障，使配電線路快速恢復運行，以降低給用戶用電帶來的影響。目前國內采用的幾種線路檢測方法各有優劣，單一的使用往往會降低檢測精度，增加檢測成本，只有配合使用才能更精確的對故障點定位。

1 配電線路接地故障產生的原因

1.1 自然環境因素

1)雷雨期是接地故障頻發時期，在地勢空曠處，配電線路的絕緣子易被擊穿和燒毀等，造成用戶用電質量下降。

2)隨著城市綠化規模的不斷擴大，樹木越來越多。在樹木的生長過程中，樹枝會對電線產生壓迫，或在雷雨天氣樹枝斷裂造成線路被壓壞，極易發生故障。

3)動物等在活動時觸碰到變壓器會造成配電線路接地故障。

1.2 其他因素

1)居民在配電線路周圍燃放煙花爆竹造成配電線路故障。

2)小偷私拆變壓器造成線路線頭暴露在外造成配電線路故障。

3)電氣設備老化產生磁化現象導致線路發生故障。

4)工作人員疏于管理，導致配電線路出現故障也不能被發現，最終釀成嚴重的后果。

2 配電線路接地故障的探測及定位方法

2.1 阻抗法

假設配電線路傳輸電流為均勻傳輸。阻抗法的故障探測原理是根據故障線路阻抗或電抗與探測點到故障點的距離成正比例關系，通過計算故障探測點的阻抗或電抗值除以配電線路的單位阻抗或電抗值得到探測點到故障點的距離。阻抗法具有投入成本少、易操作的優點。但受配電線路阻抗、配單線路線路負荷和電源參數的影響較大，對于帶有多個分支的配電線路，阻抗法無法排查出故障點。

2.2 行波法

行波法探測原理是利用故障點所在線路產生的行波，根據儀器探測點到故障點往返一次所需要的時間和已知的行波波速來確定故障點的位置。行波法還有一種工作原理，即利用故障點所在線路處產生的行波到達配網線路兩端的時間并借助通信聯系實現故障定位；當然也可以利用確認線路故障發生后由裝置發射高壓高頻或直流脈沖信號，根據高頻脈沖從發射裝置到故障點的往返時間對故障點進行定位。

2.3 加信傳遞函數法

加信傳遞函數法的測量原理為在故障點所在線路處路附近加方波診斷信號，根據故障發生處電路拓撲結構的變化，用頻域分析進行定位的單端測距算法。加信傳遞函數法具有測量故障點的距離結果不受負荷參數變化的影響的優點。但其缺點為選擇接地線路作為故障點定位信息的依據，不能準確解決測量定位不準確的問題。

2.4 端口故障檢測法

端口故障檢測法的原理是利用故障點所在線路的故障電壓和電流的特點進行測量和定位。通過向故障線路施加頻率為音頻的正弦信號，依照配網線路可測端口處故障發生前后測試信號的變化量，實現故障點自動在線定位。端口故障檢測法的優點是故障檢測工作量小，適用于較大配電線路的檢測，其缺點是分支線路的故障點位置只能判斷為分支線路與主線路的聯接點，確切故障點的位置無法確定，且在故障點定位過程中需要數據通訊，操作麻煩，實用性不強。

2.5 電磁場檢測法

電磁場檢測法的工作原理為依據法拉第電磁感應原理，線路如果有傳輸電流，則其附近能夠檢測出微弱磁場，如果沒有電流通過則檢測不出磁場。根據該原理檢修人員可以使用小磁針沿著輸電線路大概發生故障的位置沿線檢測。電磁場檢測法的優點是使用設備簡單、操作簡單、成本低廉。缺點是只能確定故障點大致范圍，并不能精準定位。

3 結語

定位配電線路接地故障的幾種方法配合使用能夠顯著縮短接地故障排查所消耗的時間，提高工作人員的工作效率，并且還能減少檢修人員或變電所人員的關閘操作工作量，減少變電所、配電線路開關的分合閘次數。配電線路接地故障的解決有助提升用戶用電質量，推動我國電力企業更高、更快發展，推動我國經濟更好更快發展。