接地故障指示器的10kV線路接地故障的判斷與分析研究

甄雄輝（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局，廣東 開平 529300）

接地故障指示器的10kV線路接地故障的判斷與分析研究

甄雄輝
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局，廣東 開平 529300）

摘 要：10kV電力線路由于受到來自于內(nèi)外各種因素的影響，常發(fā)生故障問題，為了有效排查并解除故障，就要打破傳統(tǒng)的故障排查模式，尋找新的、科學(xué)途徑。接地故障指示器作為一種新型的故障排查設(shè)備，能夠及時(shí)高效地定位電力線路故障點(diǎn)，從而及時(shí)排除故障。本文首先簡單說明了接地故障指示器的工作原理，然后分析了其安裝位置與安裝方式，最后探究了其在10kV線路接地故障判斷中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：接地故障指示器；10kV線路；接地故障；判斷；分析

由于傳統(tǒng)的接地保護(hù)設(shè)備對于線路故障判斷準(zhǔn)確率較差，同時(shí)無法精準(zhǔn)定位故障區(qū)域，會(huì)延長故障問題的查找和處理時(shí)間，影響整條配電線路的恢復(fù)供電時(shí)間，因此，有必要引入接地故障指示器，發(fā)揮其精準(zhǔn)定位故障的功能，提高故障判斷精準(zhǔn)度，從而維護(hù)供電的安全、穩(wěn)定、持續(xù)。事實(shí)證明接地故障指示器在線路故障定位與排除方面發(fā)揮著十分有效的作用。

1　接地故障指示器的運(yùn)行原理

接地故障指示器是電力線路系統(tǒng)非常重要的電氣設(shè)備，主要是針對線路故障進(jìn)行監(jiān)測、指示、傳遞信號、發(fā)出警報(bào)等等，這一設(shè)備也能發(fā)揮記憶信息、存儲信息等作用。接地故障指示器主要有兩大顯示工作原理：

（1）翻牌顯示：當(dāng)接地故障發(fā)生的一瞬，指示器能檢測到暫態(tài)電容放電電流，以及接地線路正在逐漸降低的電壓，對應(yīng)發(fā)出接地警報(bào)信息，此時(shí)，信號顯示牌的顏色發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從白色變成紅色。

（2）光電顯示：故障發(fā)生的一瞬，指示器能夠檢測到電容電流瞬間變大，超出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，同時(shí)也能檢測到線路電壓不斷降低，此時(shí)，則意味著出現(xiàn)了接地故障，并對應(yīng)發(fā)出發(fā)光信號，故障出現(xiàn)時(shí)，紅色指示燈亮起來。

2　接地故障指示器的正確安裝位置與方式

要本著便捷、實(shí)用、易操作的原則，參照電力線路所處的地理環(huán)境、地形特征、線路間距等來科學(xué)安裝定位接地故障指示器。對于10kV線路來說，主要從干線與支線兩大方面進(jìn)行分析定位：

（1）干線：通常干線上應(yīng)該裝配3組接地故障指示器，從而將主干線路劃成4個(gè)自然段，要把指示器裝在交通暢通、便捷、易于觀察、操作的桿塔上，為故障排查創(chuàng)造便利條件。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，從電源到故障發(fā)生區(qū)間的故障指示器將發(fā)出紅色警報(bào)，則可以通過查看所裝設(shè)的不同指示器的變化來準(zhǔn)確定位故障區(qū)。

（2）支線：通常情況下，電力線路干線與支線的鏈接處會(huì)裝設(shè)斷路器（或跌落保險(xiǎn)設(shè)備），應(yīng)該將指示器裝在支線斷路器出線端，對于長度較長的支線則應(yīng)該在其線長的處加裝一組指示器。故障發(fā)生時(shí)，先查看干支線鏈接處指示器的變化，一旦發(fā)生異常，則要利用斷路器將這一段線路隔斷，確保其他非故障線路正常運(yùn)行，然后，接著查看中段線路指示器的變化情況，如果其中有指示變化，則斷定故障發(fā)生在這一線路的后半部分，相反，故障發(fā)生在前半部。這樣通過利用接地故障指示器來進(jìn)行分段控制與判斷，能夠很快發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

3　科學(xué)的安裝方式

第一，當(dāng)故障指示器懸掛于導(dǎo)線時(shí)，要防止其出現(xiàn)傾斜，確保其與地面垂直。這是因?yàn)槿绻甘酒鞒霈F(xiàn)傾斜現(xiàn)象，極可能影響其動(dòng)作，故障問題出現(xiàn)時(shí)，無法及時(shí)發(fā)出動(dòng)作，相反，如果故障排除了，指示器依然處于故障動(dòng)作狀態(tài)，不能歸位。

第二，要將其裝設(shè)于桿塔電源端，而不是負(fù)荷端，這樣才能確保即使桿塔上方的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問題，也能得到指示器的正確指示與警報(bào)。

3基于接地故障指示器的10kV線路接地故障的科學(xué)判斷與分析

3.1 判斷接地故障的方法

在10kV電力線路中，如果線路出現(xiàn)故障問題，故障線路中安裝的所有故障指示器都發(fā)生變化，例如：翻牌、閃光，但是故障區(qū)以后的指示器沒有任何變化，在這種情況下，檢修人員可以順著故障線路一直尋找，直至發(fā)現(xiàn)最末端一個(gè)動(dòng)作的故障指示器與第一個(gè)沒發(fā)生任何變化的指示器之間形成的區(qū)域，就可以確定為故障區(qū)，在這一區(qū)域內(nèi)定位故障段與故障點(diǎn)。

3.2 指示器的裝配位置

對于10kV電力線路來說，如果是單電源供電，指示器的正確裝配位置如圖1所示。

當(dāng)指示器變紅，則意味著指示器安裝區(qū)同負(fù)荷端之間的線路，有故障問題出現(xiàn)，如果其中的某一指示器變紅，則意味著這一指示器點(diǎn)到負(fù)荷端發(fā)生了接地問題；當(dāng)兩處出現(xiàn)變紅現(xiàn)象時(shí)，則意味著該處與負(fù)荷端出現(xiàn)了短路接地問題；當(dāng)三處發(fā)紅，則意味著這一點(diǎn)到負(fù)荷端出現(xiàn)了短路故障。

如圖1所示：假設(shè)c組接地故障指示器發(fā)生變化，就意味著c組負(fù)荷端的C段線路出現(xiàn)了接地故障；假設(shè)d組發(fā)生變化，意味著d段線路有故障問題出現(xiàn)。

倘若a 組指示器發(fā)生變化，但是c/d組沒有任何變化，則意味著ac段、ad段出現(xiàn)了接地故障；假設(shè)a/c組一起動(dòng)作，則意味著接地故障出現(xiàn)在c段線路中。

3.3 10kV并網(wǎng)有小水電電源的線路

這一線路的故障問題判斷相對較難，要結(jié)合故障發(fā)生的具體時(shí)段、負(fù)荷最高與最低時(shí)段等進(jìn)行全面、系統(tǒng)的判斷分析。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，裝設(shè)點(diǎn)的指示器無法有效判斷電流回路到底是途徑電網(wǎng)電源或是小水電電源，因此，對應(yīng)的電源端、負(fù)荷端都會(huì)出現(xiàn)一定的變化。通常來說，靠近小水電電源的電力線路中，常常在電力負(fù)荷較低時(shí)，例如：用電量最少的夜間出現(xiàn)故障問題，其中需將小水電納入考慮范圍，故障問題或許發(fā)生在指示器所顯示的電源側(cè)段內(nèi)。

由于這種情況下小水電上網(wǎng)電量無法就地消耗，輸送電能到變電站之外的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電力線路也將把小水電電源當(dāng)做主導(dǎo)電源，這樣小水電側(cè)就充當(dāng)了電源側(cè)。

為了有效判斷這種線路運(yùn)行的接地故障，可以將故障指示器配在小水電源的首端，當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，能夠最先看到此區(qū)域所安裝的指示器有無變化或異常，來對應(yīng)判斷故障區(qū)。

通過觀察上圖可以這樣分析：僅當(dāng)d段出現(xiàn)故障問題時(shí)，必然保持最初始的電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)，然而，對于c組指示器，則意味著無論是小水電電源還是電網(wǎng)電源都能成為其電源側(cè)，一旦c組指示器發(fā)生變化，則可以判斷出d區(qū)段為故障區(qū)，這種情況下，a、b、d組指示器都可能發(fā)生變化，然而，故障點(diǎn)則不能出現(xiàn)在c組指示器電源側(cè)。

如果c組指示器無異常現(xiàn)象，a，b兩個(gè)指示器發(fā)生變化，倘若小水電電源側(cè)指示器沒有任何非正常現(xiàn)象，則意味著在c段線路中有故障問題發(fā)生；相反，倘若小水電電源指示器有異常現(xiàn)象，則意味著a段出現(xiàn)了故障問題。

4　接地故障指示器的弱點(diǎn)和缺陷

4.1 指示器不動(dòng)作

電力出現(xiàn)故障問題時(shí)，假設(shè)巡檢人員技術(shù)純熟、動(dòng)作迅速，能在三分鐘內(nèi)找到故障線路，并排除故障，然而，指示器接地動(dòng)作時(shí)間要在5分鐘以上，則會(huì)導(dǎo)致指示器不動(dòng)作。

4.2 指示器進(jìn)入休眠狀態(tài)

通常指示器會(huì)有一個(gè)最小運(yùn)轉(zhuǎn)電流值，只有當(dāng)電力線路電流超過這一數(shù)值，指示器才能進(jìn)入有效運(yùn)行狀態(tài)，相反，則可能進(jìn)入休眠狀態(tài)，指示器工作的最小電流值通常在10A，那么個(gè)別的分支線路，由于電流不足則無法確保指示器發(fā)揮作用，影響了故障指示器的普及范圍，因此，實(shí)際的故障指示器安裝中，必須結(jié)合線路的負(fù)荷電流大小，同時(shí)，也要適當(dāng)?shù)乜刂浦甘酒鞯淖钚」ぷ麟娏鳌?/p>

4.3 不具備良好的抗電磁干擾能力

接地故障指示器很容易受到一些外界干擾性因素的影響，特別是一些電磁干擾，例如：雷擊電磁等等，在電磁干擾下，會(huì)造成指示器發(fā)生誤動(dòng)作等問題，影響故障問題的查找。

結(jié)語

接地故障指示器在線路故障定位排查方面具有多方面的優(yōu)勢和優(yōu)點(diǎn)，要正確合理地利用這一故障指示與排查設(shè)備，發(fā)揮其在故障定位與排查中的積極作用。

圖1

圖2

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TM726

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A