基于10kV配電線路的接地故障快速定位方法

王寧 周樂彬 國網湖南省電力有限公司新邵縣供電分公司

在當前電力企業電網運行管理中。10kV配電線路單相接地是一種常見的配電贏坑運行故障，該故障不僅會導致配電線路產生過高的電壓，損壞相關電力生產設備，還會直接影響電力市場對用戶的正常持續供電。造成一定的社會經濟損失。目前，電網建設規模日益擴大，隨之而來的是配電線路故障的頻發，其中最主要的故障類型是單相接地故障。研究10kV配電線路單相接地故障產生的原因并給出合理的應對策略，已經成為保障用電安全的必要課題。因此需要全面提升10kV配電線路單相接地故障的查找解決效率，避免因接地故障而影響電力生產、輸送的正常進行。

一、10kV配電線路接地故障原因

10kV配電線路單相接地故障的原因是多方面的。不可抗力條件是導致單相接地電路故障的主要形成原因之一。受10級以上持續風力強度影響，強中弱對流降雨天氣或發生泥石流、滑坡、洪澇、鳥害等自然災害，極易同時發生單相接地線路故障。10kV配電網部分用電設備質量差，日常運行維護不到位，特別是特種變壓器用戶設備，缺乏定期檢查和維護，運行中設備表面積灰、受潮，逐漸老化，井不斷減少容易引起單相接地故障。大量10kV配電線路位于交通干道或道路沿線。車體的吊裝和機械設備的施工可能導致導線的拉、碰、刮等現象，導致單相接地故障的發生。一些重大節日燃放煙花爆竹引發的火災也可能造成電網單相故障。

二、10kV配電線路接地故障危害

（一）危害變電設備安全穩定運行

10kV配電線路單相接地故障，會造成一段配電線路發生短路，導致諧振過電壓在某一時刻遠高于正常值，從而大大降低變電站設備的絕緣。嚴重時會導致變電站設備的完全損壞。

（二）影響供電穩定性

在發生接地故障時，電網中可能會發生間歇性電弧接地，產生諧振過電壓，導致線路絕緣子擊穿，可能導致嚴重的短路事故，使配電變壓器等線路用電設備燒毀。一般來說，單相接地停電故障可能引起的機電檢修設備停電屬于單線或單個支線，但如果不能及時限制故障的發展，停電規模可能進一步擴大，影響周邊地區正常的生產經營。

（三）損害配電線路使用壽命

10kV配電線路單相接地故障后，供電電壓和負荷電流將在短時間內繼續升高。當其值嚴重超過配電線路的最大負荷時，會自然放電，直接造成相線和中性線的損失，并在一定程度上加速配電線路的損壞，降低線路正常使用壽命。

三、10kV配電線路的接地故障定位方法

（一）人工選線排查

接地故障排查方法包括5種：一是分段試拉法；二是人工巡線法；三是儀器、儀表應用法；四是線路絕緣抽測遙測法；五是整體遙測絕緣判斷法。

當現場工作人員通過人工選線排查后，明確是哪條線路出現接地故障后，即可安排專業人員去查找到具體的故障發生點，如果在短時間之內無法可以找到具體故障出現的區域或者是位置的情況下，則需要通過采用登桿檢查的方式對不同設備進行檢測作業，使其能夠對存在的問題進行高效的解決。與此同時，為提高故障定位效率，科研人員可嘗試某種程度上采用信息系統代替人工巡視線路的方式，準確判斷故障點。

（二）阻抗法

配電線路接地故障后，零序電流和有功功率將不斷增大。根據這一特點，可以采用阻抗法快速定位故障。其主要原理是利用故障線路的零序電流和有功功率進行選線，并在消弧線圈的二次側加電阻。根據電流與電壓的變換關系，可以求出電流故障線路的阻抗。同時，結合線路的相關參數和數據，確定接地故障的具體位置。阻抗法成本相對較低，相關技術含量相對較少。但這一特性也給定位精度的保證和瞬時故障的檢測帶來了困難。同時，如果接地故障電流過大，會影響滅弧效果。另一方面，為了保證電阻能得到有效控制，提高安全性，需要在中間電阻上配備相應的投切裝置。

（三）行波法故障定位

行波法故障定位利用小波包變換和傅里葉變換可實現波頭的波形提取，結合北斗的高精度GPS可實現故障經確定位。行波法故障測距只受到波頭提取的時間差和GPS自帶精度的影響，從而減小了傳統阻抗法測距的誤差。行波法是利用故障時刻線路電流、電壓突然發生變化所產生的高頻暫態行波在兩變電站和故障點之間折反射來進行故障精確定位的。

（四）在線監測系統

在線監測系統使用過程中，為了滿足對不同控制單元的問題進行檢測的需求，需要建立不同的類型，方便對實際問題進行檢測，但是為了控制方便，需要進行統一的設置，每個時期控制的項目要對檢測控制的內容及檢測的預計效果提出簡單的闡述，在實際的測試開始之前，必須在線圈中放置一定量的故障指示器，根據實際的需求，選擇明確的方案，然后啟動裝置進行檢測。升流升壓裝置可以對整個模型起到統一的控制作用，根據實際使用中的情況，模擬出現短 路、接地等相關情況的故障波形曲線。在對控制單元進行操作時，對于故障指示器中顯示的數據可以進行遠程的操作和識別，并且可以根據模擬情況判斷錯試出的故障結果，與實際的需求是否相符在檢測完成后，會結合測試過程，給出一份科學且完整的測試結果。

四、10kV配電線路的接地故障預防處理措施

（一）加強日常巡視力度

針對10kV線路接觸不良的問題，供電技術人員要加強對10kV線路的檢查，對易發生絕緣磨損和老化的線路要多加關注，對質量不高的線路要根據線路實際情況及時更換。此外，還要加強對保護區周邊環境的檢查，及時清理整治阻礙線路安全運行的樹木，確保線路運行符合有關規定。

（二）合理運用小電流接地選線裝置

為了能夠不斷提高對10kV配電線路單項接地故障的科學預防處理工作，相關工作人員應該在變電所內對小電流接地自動選線裝置進行合理安裝，在該項裝置輔助運用下，能在一定程度上充分實現自動選擇出發生的單項接地故障線路，不僅存在著準確率高特點，同時時間短，通過應用小電流接地選線裝置，就能對以往比較傳統的人工選線工作方式的弊端進行避免，降低非故障線路不必要停電現象，減少由于接地故障問題導致影響范圍擴大。

（三）應用新技術設備

伴隨著我國科學技術水平不斷的發展和創新，越來越多先進的技術出現在了大眾視野面前，針對10kV配電線路單項接地故障排查檢測工作而言，有關的工作人員需要采取全新的技術和設備，全面的去提高單相接地故障的檢測工作質量和效率，充分保障10kV配電線路運行過程的安全可靠性，持續為用戶提供高質量的電力。在10kV配電線路單相接地故障處理工作中，工作人員應該通過10kV配電線路的出口處進一步安裝上信號源，與此同時還要在三相導線以及線路時段等加裝上單相接地故障指示器裝置，如果10kV配電線路在某一處出現單相接地故障的話，其指示器裝置就能在比較短的時間內容發出指示信號，另外金屬氧化物避雷針存在著伏安特性平坦以及沒有截波等特點，所以技術人員應該把質量比較好的金屬氧化物避雷針合理的放置在10kV配電線路和變臺之上，避免由于出現暴雨雷擊等天氣因素帶來比較嚴重的線路損害，進而出現不必耍的線路接地故障。

五、結束語

綜上所述，為提高10kV配電網的安全運行管理效率，有必要對配電單相接地技術進行深入研究。配網系統單相接地危害較大，嚴重時甚至操作整個區域內長時間停電，因此當系統發生單向接地時需要慎重處理對待。因此，針對10kV配電線路接地故障需要加強其故障定位幾乎研究，有效對故障點和閃絡點做出明顯區分，從而保證配網線路安全運行。