配电线路接地故 障的探测及定位方法

发表时间:2020/9/3   来源:《中国电业》2020年9期   作者:骆鸿山
[导读] 我国中低压配电线路大多采用中性点非有效接地方式,配电线路故障
        摘要:我国中低压配电线路大多采用中性点非有效接地方式,配电线路故障,尤其是单相接地故障的探测及定位对整个线路的运行都有十分重要的作用。通过分析配电线路接地故障出现的原因,提出了接地故障的探测及定位方法,对配电线路接地故障的探测及定位准确度的提高具有重要意义。
        关键词:配电线路;接地故障;探测及定位方法
        引言
        10kV配电线路系统通常为小电流系统,当发生接地故障时由于线路整体电流波动较小,因此很难及时对故障进行定位。需要了解接地故障的情况同时掌握定位方法,才能将接地故障带来的影响进行最小化处理。
        1配电线路接地故障产生的原因
        1.1自然环境因素
        1)雷雨期是接地故障频发时期,在地势空旷处,配电线路的绝缘子易被击穿和烧毁等,造成用户用电质量下降。2)随着城市绿化规模的不断扩大,树木越来越多。在树木的生长过程中,树枝会对电线产生压迫,或在雷雨天气树枝断裂造成线路被压坏,极易发生故障。3)动物等在活动时触碰到变压器会造成配电线路接地故障。
        1.2其他因素
        1)居民在配电线路周围燃放烟花爆竹造成配电线路故障。2)小偷私拆变压器造成线路线头暴露在外造成配电线路故障。3)电气设备老化产生磁化现象导致线路发生故障。4)工作人员疏于管理,导致配电线路出现故障也不能被发现,最终酿成严重的后果。
        2接地故障快速定位方法
        (1)对10kV配电线路接地故障进行快速定位的人工定位法。10kV配电线路发生接地故障时,如果没有有效的辅助方法通常既可以通过人力对接地故障进行快速定位。人工定位法通常指的是人力线路巡回法,工作人员可以通过故障提示沿线路进行巡查,从而对故障发生点进行排查。当前的10kV配电线路多使用小电流系统,发生接地故障时出现的电流波动较小难以被仪器察觉,这样就会导致故障提提示无效,工作人员无法在第一时间对接地故障发生点进行排查,因此这一定位方法已经逐渐消失在人们的视野中。(2)对10kV配电线路接地故障进行快速定位的阻抗定位法。10kV配电线路发生接地故障时,对线路系统的消弧线圈再一次加入电阻进行干扰,此时零序电流与功率都会受到影响而产生波动。此时根据对线路内电流功率的变化情况的测量就可以对线路系统的阻抗进行计算,从而对接地故障点进行分辨和定位。(3)对10kV配电线路接地故障进行快速定位的注入信号定位法。10kV配电线路发生接地故障时,工作人员通过相对的专用设备对线路系统的母线进行电压互感的干预,也就是向电压互感线注入固定频率的特殊电流。在进行电流干预后,工作人员在对线路进行排查,观察特殊电流在电压互感线的流通传输是否顺利,一旦特殊电流在线路内某点消失无法被检测,也就意味着这一点就是接地故障点。(4)对10kV配电线路接地故障进行快速定位的行波定位法。10kV配电线路发生接地故障时,通常都会检测到行波现象。此时工作人员对线路系统中的行波进行记录和观察,计算行波来回所需的时间,根据时间长短判断接地故障点在线路中的具体位置。(5)对10kV配电线路接地故障进行快速定位的在线核查系统定位法。10kV配电线路发生接地故障时,使用这一方法对故障点进行定位是比较新兴的。这一方法要求工作人员采用全新的故障判断思路,(1)在供电处的出线端口植入专业的故障点定位系统,这样有利于线路情况能被系统准确无误的进行记录。(2)在配电设备周边植入核查设备,这样有利于对故障进行第一时间的准确定位。(3)在整个线路系统中分段分线植入定位装置,一旦某条线路或某一段点出现故障,能够对其进行快速的解决。这一定位方式成本较高,但也相对的能够提高工作人员的工作效率和工作质量。


        3配电线路接地故障的巡视与维修
        3.1接地故障的处理措施
        应当对输电、配电线路与设备等加以合理分级,进行分级保护。按照设备登记,对输电与配电总进线、主干线以及支线的各个级别作出严格划分,并根据对应的等级选取合适的漏电设备保护装置。合理制定输配电线路的保护措施,保证在接地输电、配电线路在故障出现时可以立即断连;选取合适的漏电保护装置来保障低压输配电线路的接地安全性。留点保护装置能够在出现漏电问题时迅速切断接地线路,进而防止形成接地电弧,进而有效防范接地故障问题的发生。在漏电保护装置型号选取方面,应当对泄漏电流量加以详细计算,要能完全避免发生因泄漏电流太大而造成的人员触电事故;在解决保护所引发的接地故障时,可对残留电流动作加以充分利用。在线路中若是出现严重的电流泄漏问题,那么其中性电流和三相负载电流的矢量和将为零值。由单相引发的接地故障中,故障电流会经过PE线与地层形成回路,以此防止两者矢量和为零。
        3.2定期检查,防范未然
        对于配电线路,应当安排检修人员按期对其进行全面检查,检查内容主要有:需要对修建和移栽的植株进行检查,要防止树枝对高压电线绝缘保护层带来损害;应当按期检查高压电线的绝缘保护层有否因酸雨或老化等原因而出现损坏;需要采取合理的方案防止飞禽生物降落在配电线路上,这样也容易使得绝缘层被破坏。而若是检查时发现线路绝缘层已经损坏,则需及时进行替换。在防范配电线路的节点故障方面,只有全面落实检修工作,确定合适的检修频率,及时得知受损的电缆,并对线路中存在的问题进行及时处理,这样才能从根源上防范接地故障的发生。
        3.3规范低压配电设备巡查制度
        由于存在外部环境干扰因素以及设备质量、自身使用寿命的限制等,低压配电线路不可避免的会存在一些可靠性与稳定性缺陷,对此必须要建立规范化的检修巡查制度,按期开展巡视工作,从而及时发现并解决隐患因素,确保配电系统的稳定运作。安排排查潜在设备与环境风险,并对污染物质和障碍体加以清除,及时替换受损与老化设备,保障系统的稳定性。
        4线路接地故障的快速定位方法评估
        (1)人工定位法。该方法的优点:成本并不高,所涉及的专业知识简单易懂。该方法的缺点:进行定位时不一定不准确,定位过程较为艰难,同时消耗的劳动力较多,花费的时间较长,与当前快速发展的10kV配电线路整体上并不匹配。(2)信号注入定位法。该方法的优点:所涉及的原理简单,能够精准进行故障的定位。该方法的缺点:需要安装相关的注入设备,需要投入大量的资金进行购买,同时存在间歇性,当所选接地的电阻较大时并不可靠而且若发生瞬时性的故障,该种方法是无法检测出来的。(3)阻抗定位法。该方法的优点:涉及的专业知识较为简单,所需资金较少。该方法的缺点:对线路内的故障点定位准确度较低,还需要中电阻的投切设备;当故障电流变大时,就会对熄弧造成影响,此类方法无法对间歇性以及瞬时性的接地故障进行第一时间的检测。
        结语
        定位配电线路接地故障的几种方法配合使用能够显著缩短接地故障排查所消耗的时间,提高工作人员的工作效率,并且还能减少检修人员或变电所人员的关闸操作工作量,减少变电所、配电线路开关的分合闸次数。配电线路接地故障的解决有助提升用户用电质量,推动我国电力企业更高、更快发展,推动我国经济更好更快发展。
        参考文献:
        [1]张命勇,姜莉,吕玉艳.配电线路接地故障的探测及定位方法[J].油气田地面工程,2018,37(6):56-58.
        [2]张闻.10kV配电线路接地故障快速定位方法的探讨[J].电工技术,2018(3):94-95+97.
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