超低频线路接地故障定位装置的运用

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电业》2020年10期   作者:杨 波 赵成都 马正雄 王延辉
[导读] 新型线路接地故障定位装置,可用于35 kV及以下电压等级小电流接地系统线路运行维护中,当线路单相接地故障发生后,
        摘要:新型线路接地故障定位装置,可用于35 kV及以下电压等级小电流接地系统线路运行维护中,当线路单相接地故障发生后,线路接地告警停运,可将本装置运用于故障区段查找及精确定位。本文介绍使用发射低频线路接地故障定位仪后查找小电流接地系统单相接地故障后运用“二分法”的案例,同时对使用效率进行分析。
关键词:新型;线路故障;定位运用;
0 装置简介
        新型线路接地故障定位装置,可使用在10 kV-35 kV小电流接地系统输配电线路运维工作中,当线路发生单相接地故障后,用本装置对接地区段进行定位。装置由低频信号发射机、信号传感器、手持接收机及其它附件组成。当输配电线路发生单相故障线路告警转为停运后,由低频信号发射机向故障线路注入1HZ超低频高压信号,让故障线路的故障状态重现,高空运维人员沿着线路利用绝缘杆将信号传感器悬挂于故障线路上检测,通过无线的方法往地面上的手持接收机传信号及数据,并显示测量的结果。单相接地在故障处前面,电流就一直存在,若在故障点以后,电流就已消失。按照此方法即可先开展大致分段,再进行细致精确定位,从而达到快速确定故障位置的目的。
        运维人员接到故障线路停运信息后,办理相关作业手续,用低频发射机向故障线路加1HZ电压使故障重新显现。低频发射机输出的电流经故障线路,在接地位置流入大地中,又通过大地返回低频发射机。低频发射机可输出超低频1Hz脉动直流信号,理论上想达到系统分布电容的干扰小,频率也要越低。显示理论和实际验证,1Hz低频信号能满足装置需求。低频发射机输出直流电压20 kV,模拟相电压峰值为的35 kV线路。电压高可能损坏线路的绝缘;但电压不高也无法让故障重新演示。操作时在沿途线路,把传感器安装于实验合格绝缘杆上,连接好并检查后,悬挂于故障线路的导线进行电流检测。装置的高灵敏度传感器,不需闭合磁路,方便了悬挂和拆去的操作。装置的传感器在线路上检测的电流时,可自动归零,并将模拟的信号转化为数字信号用无线传送。
        地面上的运维人员手持接收机收到传感器发送的无线信号,在手持机屏上可显示测量情况,非常直观的进行判断。并通过测量情况进行由粗到细确定故障区段及故障点,达到快速且准确的故障定位。
        
                                           
        
        
        


                                                                图1 装置使用示意图
1 运用方法
        1.1装置验证
        装置使用前,要验证故障线路能否达到装置的测试条件,装置是否正常,故障接地的选线和故障线路的相序信息正确、需对低频发射机端对传感器和接收机近端装置现场进行验证。如图2所示。方法是把传感器悬挂在输出高压导线上,按“开关”键将传感器电源打开,电源指示灯亮。使传感器与接收机小于100m距离,将接收机电源打开,传感器与接收机无线连接成功后,传感器的“通讯”指示灯一直闪烁,手持接收机屏上显示电流值、电流波形、传感器状态等参数,如图3所示。传感器和接收机的电池量分开表示,出现欠电压后状态后,图标一直闪烁。
                  
                                                                图2 装置验证示意图
                                                

         
         

                                                                        

                              a.通讯成功                         b.通讯断开
图3   接收机显示界面

1.2 故障段定位
        装置验证好后,需再结合实际线路定位。为快速接近故障区段,可利用“二分法”和0“黄金分割法”进行线路分段。按“二分法”故障定位举例,应先选择在故障线路的50%处开始,将传感器安装于绝缘杆上,悬挂于故障线的故障相导线,确认稳定后,运维人员手持接收机接收数据。显示屏上的波形和读数均稳定,电流值与近端验证时的读数接近时,可知故障段在下段线路;如波形小、很低电流值,表示已超过故障点。第一次二分段验证成功后,在大致故障段中继续按50%分段。用此法将线路越分越短,故障段和点也逐步显现,直到找到故障点。
        如线路是T接或分支乃至多电源线路,应先考虑在分支T接处检测,先判断出故障是在主干还是分支T接段。如故障在分支T接处,则也可利用“二分法”分段判断。
2 运用案例
        2019年01月31日06:32分35 kV某线接地告警故障,线路停运,故障相B相。该线路共有杆塔共57基,由35 kV甲变电站出线,终点35 kV乙变电站。线路全长31.64km,接信息后,办理了线路停电许可手续后,线路转为检修状态。分别预设好的“二分点”该线N33塔,解开大小号侧故障相B相引流。在N1号塔安置发射机,分别解开线路N1大号侧引流线,解开N33大小号侧引流线、解开57小号侧引流线。在N1塔进行近端验证,设备良好。运维人员到二分点(N33塔)大小号侧分别测试,经测试,N33塔(二分点)小号侧(N1-N33段)有电流存在,大号侧(N33-N57段)没有接收到信号,基本判断故障段为N33-N57段内。安排巡线人员对该段进行巡线,发现该线N44塔B相线路避雷器击穿,后拆除该击穿避雷器,报调度线路试送正常。该故障从接到故障信息至送电正常,处理时长约2小时,极大的节约了人力物力。
      
                                                         图4 装置使用示意图

3 总结
        新型线路接地故障定位装置适用于35 kV以下小电流接地系统线路的经电弧接地、经过渡电阻接地和单相金属性接地的故障查找,在线路停运后进行定位排查。装置利用低频发射机注入高压信号至故障线路(故障相)上使故障再现,具有稳定电流信号,检测简单等优势。同时装置体积小、方便携带,适合野外作业,具有很好的推广价值。
        
参考文献
[1]戚宇林. 中压配电网单相接地故障定位的研究与实现[D]. 华北电力大学, 2008.
[2]李辰月. 直流系统接地故障线路检测与故障点定位的研究[D]. 2015.
[3]陈 亮, 沈兵, 张晓锋. 基于注入信号的舰船交流电网绝缘故障定位新方法[J]. 低压电器, 2012(17):17-21.
[4]孙桂花, 王敬华, 孔涛,等. 小电流接地故障定位方法的综述[J]. 智能电网:汉斯, 2016, 006(002):P.87-94.

作者简介:
杨 波(1978),男,本科,高级工程师、高级技师。就职于云南电网有限责任公司大理供电局,长期从事输电线路运行维护工作
赵成都(1978),男,本科,工程师、高级工。就职于云南电网有限责任公司大理供电局,长期从事输电线路运行维护工作.
马正雄(1986),男,本科,高级工。就职于云南电网有限责任公司大理供电局,长期从事输电线路运行维护工作.
王延辉(1986),男,大专,高级工。就职于云南电网有限责任公司大理供电局,长期从事输电线路运行维护工作.

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