张永攀
福建省宏科电力科技有限公司 泉州市 362000
摘要：在人们生活条件不断改善的的同时，生活质量不断改善，对于电力的需求更高，导致电力系统的调峰压力显著提高。同时受到诸多不确定性因素的影响，影响到了供电的稳定性，特别是在用电高峰期时，整个电力系统承担着较大的负载，容易出现电力系统故障等问题。所以必须采取有效的措施在最短的时间内发现 10kV 配电线路内存在的故障，并进行处置，最大限度降低产生的不利影响。在本次研究中针对 10kV 配电线路接地故障进行了分析，探讨了出现故障的根源，并提出了对应的防范措施。在研究过程中从自然因素、人为因素、电网自身桑格方面对对故障因素进行分析，结合出现的故障来确定了合适的检测方法，包括人工法、阻抗法、信号注入法、行波法、在线检测系统，对本文提出的定位方法的优缺点进行评估，并设计了对应的解决策略。由于10kv接地线路故障经常发生，如果不及时进行检测和处理，则必然影响到电力系统的正常运行，同时对于人体以及设备等产生威胁，最终可能导致更大的损失。
关键词：10kv配电网；故障相接地；故障定位；故障分析
1.引言
根据各类调查和资料显示，当前我国 10 kV 配电线路发生接地故障的频率超过 80%，其中，收到天气状况影响而出现接地故障的现象更为常见。由于目前 10 kV 配电线路使用的都是小电流系统，因此在出现接地故障时，很少会对供电产生过于严重的影响，然而，跳闸等问题仍然不可避免。尽管产生的影响不算严重，但如果没有及时对出现故障的地方进行解决，会使配电系统的电压出现问题，从而有可能进一步导致短路等问题[1]。当10 kV 配电线路发生永久故障时，那么变压器的工作安全将受到威胁，此时需要考虑对整体配电系统进行维修或更换。10 kV 配电线路出现接地故障概率接近百分之九十，在 10 kV 配电线路中，如果属于架空线路则发生接地故障的概率会进行大幅度的提高，这是由于架空线路本身长期暴露于室外，十分容易受到恶劣天气等自热环境的影响。因此，这样的线路更容易出现接地故障。
2.故障因素分析
（1）对10kV配电线路产生影响自然因素有暴雨、暴风、雷电、冰雹等因素，此类自然因素在一定程度上造成对配电线路的破坏，造成配电线路接地故障。受到雷雨等极端天气的影响，容易引发故障问题。例如处于空旷地区的配电线路受到雷击，则容易发生折损等问题，同时雷击也可能会影响到绝缘熔断器以及避雷装置。除了雷击因素之外，由于大风天气导致的树枝折断等问题同样会威胁到电力设备的在正常工作，而鸟类在10kV配电线路中的停留也容易引发故障问题。所以需要结合这些因素进行针对性的分析和检测[1]。
（2）10kV配电线路会受到人类活动的影响而出现故障问题，首先是部分不法分子出于主观因素来对配电线路进行损坏，包括偷取电电线或者为了泄私愤而搞破坏等，这不仅影响到了电力系统的正常运行，而且带来了极大的损失，增大了线路故障检测与修复的难度。其次是受到非主观因素的影响而导致的线路故障问题。例如在某些项目工程实施过程中影响到了配电线路，在不经意间对10kV配电线路造成的破坏，或者在工程挖掘中导致线路挖断，都会导致线路的破坏和故障，继而引发10kV配电线路的接地故障。
（3）高压线路范围内的10kV配电线路在自身建设的不合理作用下会出现电弧，导致电缆线绝缘层受到明显的破坏，继而引发接地故障。①在线路分布方面，当10kV配电线路与电压线路交叉时， 10kV高压线电压减小，并且由于和低压配电线路存在交叉，有大量电弧形成，可能会引发接地故障。②10kV配电线路的部件质量不过关，在长期的使用与运转中受到大量的磨损导致接地故障的出现。③10kV配电线路中针瓶、悬瓶设备安装位置的不合理，导致绝缘层受到损坏，最终引发了接地故障。
3.故障快速定位方法
目前针对10kV配电线路接地故障的检测研究持续增多，形成了多种类型的检测技术，常用的方法如下所示：
（1）人工法。在缺乏辅助定位方式的情况下一般采用人工法，也就是人工巡线的方式。在检测过程中主要利用了故障指示器中的动作位置，可以进行位置的初步判断。然而由于10kV配电系统持续扩大，涉及到了复杂的线路结构，含有更多的支路，所以难以及时进行动作，导致定位方法的效率和精度降低。只是采用人工定位方式已经无法满足故障检测的要求[2]。
（2）阻抗法。该方法主要是因为消弧线圈出现加入电阻的情况，导致零序电流故障。一般可以对故障线路阻抗进行计算分析，结合相关数据可以确定故障的位置。
（3）信号注入法。此方法主要是工作人员基于特定的设备来对电压互感线进行检测，在出现接地故障之后，基于这种设备可以输入电流信号，然后根据获取到的信号来进行故障的判断，这种方式主要利用了电流信号的流通效果进行分析，有助于得到准确的检测结果。在检测过程中如果发现检测信号消失，则可以确定即为故障的位置，在此基础上可以制定有效的解决方案。
（4）行波法。在10kV配电线路出现接地故障之后容易形成行波，由此可以得到行波法，即根据对行波的检测来分析存在的故障问题，在此基础上可以准确地确定故障的具体位置。在检测过程中主要是对故障位置以及设备之间的行波往返时间进行确定，由此可以得到故障检测的结果。
（5）在线检测系统。
此类方法的应用具有明显的优势，主要基于先进的在线检测系统进行故障的分析，可以有效地应用到10kV配电线路接地故障的快速检测中，相对于传统的检测模式具有明显的优势，详细的检测过程如下所示：首先在供电局出线端位置来对故障定位系统进行部署，以此可以有效地获取到电路真实信息；其次是将故障检测设备设置在用户设备周围，可以实时监测故障点运行状态，解决存在的故障问题；第三是将定位设备设置在电缆中，一旦出现故障可以及时进行准确的判断，从而为具体的故障处置工作奠定良好的基础[3]。
4.1故障定位方法评估
结合上述分析明确了当前在10kV配电线路接地故障检测中采用的方法，分析了各种方法的原理以及应用效果等，可知各种方法存在不同的优点和缺点，需要结合具体的故障特征以及场景来选择合适的定位方法，在很多场景中需要将多种方法进行组合，以此获取到准确的检测结果。上述各种方法优势和不足体现在如下方面：（1）人工法，工作量较大，定位精度和效率较低，难以满足故障检测的要求。（2）阻抗法，优势在于成本较低，操作简单，但是难以达到较高的定位精度要求。（3）信号注入法，定位的原理较为简单，但是成本相对较大，并且具有一定的间歇性。（4）行波法，这种方式的优势在于定位精度较高，但是容易受到外部因素的影响。（5）在线监测系统，这种方式可以实时监测，并对故障的部位以及信息进行展示，可以直观获取到定位的结果，并为故障处理提供准确的依据。但是对于人员操作提出了较高的要求。在实际应用中应该综合考虑到定位的精度以及成本等因素，在达到定位可靠性的同时降低成本，提高效益。考虑到上述因素未采用信号注入法、在线监测系统。在定位10kV配电线路接地故障过程中需要保持较高的效率和精度，所以最终选择阻抗法、行波法进行快速定位，既满足了故障定位的要求，又能够有效地降低成本，使得整个配电线路处于稳定的工作状态。
5.10kv线路接地故障的处理对策
4.1传统的解决方式
在出现10kv配电线路接地故障的过程中，工作人员将会在第一时间呼气到故障警告信息，然后进行详细的分析和排查，检测存在的异常问题，及时采取有效的措施进行处理。然而在实际处理中依赖于工作人员的经验，如果具有丰富的经验则必然可以更快的找到故障问题。然而只是依靠经验也存在明显的不足，需要具备较多的专业知识和操作技能，特别是针对可能出现的突发情况进行积极应对，制定详细的应急预案，收集整理相关的资料信息，有助于更好地应对发生的故障问题。
4.2 故障预测方式
在故障处理中需要重视对于相关资料的收集，分析故障的类型以及特征，制定详细的应对策略。所以在故障监测中应该重视预防相关工作，针对可能发生的故障问题进行预测分析，建立对应的防范对策。具体应该采取的措施如下所示：（1）首先重视巡检工作，定期开展对10kv配电接地线路的检测工作，分析线路是否存在故障或者破损问题，检测导线绑扎是否可靠，及时发现存在的隐患，并快速进行分析和处置，避免隐患的影响进一步扩大。（2）其次是针对10kv配电线路相关设备进行定期检测，分析避雷针等设备是否保持稳定的工作状态，对于存在异常或者故障的进行修理或者更换。（3）将信号源设置时在10kv线路三相导线中，针对不同的区域设置多个颜色的信号指示器，便于根据具体的指示器来快速定位故障问题。
4.3 针对不同情况作出不同故障处理方案
在10kv接地线路故障处理中需要考虑到具体的情况，并依据不同的客户类型来确定对应的解决对策。如果是重要的客户，则无法通过断电方式进行排除，在这种情况下可以通过转移负荷的方式来进行处理，避免影响到客户的正常用电，同时解决排查存在的故障问题；对于一般的客户，则可以适当采用局部断电方式进行处理。在处理故障过程中需要详细分析和记录，并为后续的故障预测以及处理提供可靠的依据。
4.4优化配电网络质量
优化配电网的质量是从根本上加强配电网络的接地故障预防能力，其中包含两个方面，首先必须强化对于配电网络内相关设备的管理，针对使用的变压器等进行检测，确保可以达到质量的要求，降低设备损耗导致的故障问题；其次是强化10kV配电线路的结构优化，重视对于附近环境的监测和处置，通过环网等连接方式来优化线路结构，针对发现的不合理之处进行优化设计，避免出现接地故障时影响到配电线路的运行。
5结语
随着配电网投资规模的加大，城市配套条件的完善，规划区配电网电缆线路使用成主流趋势，而在电缆线路增大的过程中必然会逐步提高线路电容，继而引发接地故障的概率明显提升，需要在系统故障监测以及维护方面加大投入。在实际维护中需要选择合适的中性点接地方式，基于灵活的消弧线圈过补偿方式进行调整，降低谐振过电压产生的不利影响，同时可以快速隔离故障，在解决故障之后可以保持系统的正常运行，有助于改善供电的可靠性与稳定性。所以可以将这种接地方式应用到实际的城市配电网管理中。
参考文献
[1] 薛永端，徐丙垠，李天友，等．配网自动化系统小电流 接地故障暂态定位技术［J］．电力自动化设备，2013， 33（12）：27-32．
[2]王超，张海台，胡安锋，等．小电流接地故障暂态定位 技术应用［J］．供用电，2015，32（9）：50-55．
[3]徐丙垠，李天友，薛永端，等．小电流接地故障选线及 定位技术新进展［J］．供用电，2003，23（4）：21-25．
[4]高孟友，徐丙垠，范开俊，等．基于实时拓扑识别的 分布式馈线自动化控制方法［J］．电力系统自动化， 2015，39（9）：127-131．