低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置研究

吳錦圖

海南電網有限責任公司儋州供電局 海南 儋州 571700

一、低壓臺區線路零線帶電故障的成因

在低壓臺區線路正常運轉的過程之中，主要采取了三相四線制這一接線模式的電路，其中零線僅僅是在變壓器周圍進行接地，而其他部分的零線并不會重復進行接地。一般而言使用這一接線模式的供電系統會被應用在用戶較為分散、以架空線路為主的低壓配電網之中。如若該系統處于正常運轉狀態之下，那么零線之中僅僅會出現微弱電流甚至沒有電流。但如若出現了相應的故障，那么就會讓零線產生帶電的現象，具體而言主要有以下幾種成因：

第一，零線斷線。由于低壓臺區架空線在高度方面遠遠低于高壓輸電線路，加之周圍存在著更為復雜的外部環境，受到不可抗因素的影響概率更大，故而引發零線斷線的頻率也就更高。在出現零線斷線之后，相線電流會從用電電器之中流往零線，不斷增加零線帶電量，導致用戶不能夠正常用電。

第二，變壓器接電電阻過大，甚至是接地引線出現了斷裂現象。部分電力公司在設計與施工接地體的過程之中，并未根據既定的接地電阻標準嚴格進行操作，使得接地電阻過大，在空氣與土壤的交界之處會出現設計中未標明的接地體引上線，這樣一來其被腐蝕的概率大幅上升，接地體引上線很容易出現變細或斷裂的現象，使接地電阻越來越大，陷入到了一個惡性循環之中，長此以往中性線會出現開路，其電壓就會不斷上升直至帶電。

第三，相線接地出現了故障。如若出現了這樣的現象，那么就會導致故障電流順勢進入到接地體之中，零線便會不由自主地帶電。

第四，三相電流之間不夠均衡。如若電源輸出的三相電流自身本就不夠均衡，或者是低壓臺區變壓器在對電壓等級進行轉換時，因為開關開斷不一致而導致的三相負載不夠均衡，都會讓多余的電流流入到零線之中，進而出現零線帶電現象。

二、低壓臺區線路零線帶電故障的傳統檢修方式

第一，分段檢測法。這一方式主要是通過對零線中電流的實際數值進行測量，根據測量結果來判定故障產生點。在使用這一方式時應當遵循以下流程：根據先干路、后支路的原則，把整個線路進行多個片段的劃分，并對每個片段中所存在的零線進行篩選，根據電流表來找出其中的帶電區域，并再次縮短片段范圍進行深入篩選，直至探尋到帶點故障位置。這一方式效率較低，會耗費大量的時間，但判定結果有著較高的準確程度。

第二，分相檢測法。這一方法主要是在三相線路運行期間，依次斷開電力供應并進行檢修，通過交流電壓表的使用來對零線和停電相的電壓進行測量，如若測量結果為0，那么就可以判定該相線路為發生故障部位。

第三，電壓檢測法。這一方法一般和分相檢測法聯合使用，在探尋到正確短路相線之后，對零電位參考點和領先的電壓數值進行測量，可以判定數值最大的部位為故障產生部位。

三、零線帶電故障預防手段

要想最大化地降低零線出現帶電故障的概率，確保低壓臺區電力線路能夠穩定且安全的運轉，必須要做好零線帶電故障的預防措施。針對零線斷線、變壓器節點電阻過大甚至接地引線斷裂這類問題，應當定期對接地阻抗測試儀的性能進行測試，確保其在正常使用壽命周期之內，如若該儀器存在著故障應當及時進行維修或更換。針對三相電流不夠均衡這類問題，相關人員應當對電力系統進行一個正確的規劃設計，通過合理的手段來均勻分配三相線路的實際負載，確保三相電源輸出電流能夠達到既定的平衡值。同時也應當確保低壓臺區三相開關有一個良好的性能，具備較高的接觸可靠性，有效防止由于某一相線路接觸不良而導致的零線帶電故障。

四、低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置研究方向

在總結零線帶電故障成因、故障檢測方式以及預防手段的基礎之上，可以研發出一種全新的低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置，這一裝置能夠在最短的時間之內實現對故障部位的定位操作，有效增強低壓臺區架空線路零線帶點故障的判斷精準程度，相關工作人員能夠在檢修的時候第一時間了解到故障部位，降低檢修成本，增強檢修效率，保障低壓臺區線路的穩定安全運轉。

(一)低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置仿真研究。通過有限元仿真軟件的分析與處理，可以構建一個與實際情況相差無幾的架空線路零線模型，并利用相應公式羅列出仿真流程，這樣一來就能夠深入分析零線帶電故障。接著對零線帶電故障的判定依據進行研究，主要是提取基本故障特征，并與數據庫中的相關信息進行比對，進而在最短的時間之內得出依據。通過ATP-EMTP這一軟件可以實現對零線帶電故障的產生部位進行定點，快速縮小故障范圍，增強判斷效率。

(二)低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置硬件研究。使用電子式零序電流互感器，通過原邊最小電流以及副邊最佳匝數等公式的應用，來探尋到該裝置最佳的工作部位；通過電源抗干擾技術、電路板屏蔽技術、電路保護技術的應用，來最大化地提升該裝置中各類硬件的抗干擾水平，以此來確保這一裝置能夠穩定運轉；通過數據采集處理手段、信號預處理電路的設計以及無線傳輸來讓所得結果能夠快速傳遞給裝置中的相關部位；根據實驗室數據庫中的故障資料，構建一個零線帶電故障判定模型，這樣能夠讓零線帶電故障的診斷有著更高的精準程度。

結語

綜上所述，低壓臺區線路零線帶電故障會對電力系統的合理運轉產生不利的影響，相關人員應當認識到這一問題的重要性，并根據現有的技術力量，結合當地低壓臺區線路的實際情況來設計出一種低壓臺區架空線路零線帶電故障快速定位裝置，有效提升故障診斷效率及準確程度，保障電力系統穩定且安全的運轉。