配電網單相接地故障定位新技術研究

徐國春（國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

配電網單相接地故障定位新技術研究

徐國春（國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

隨著配電網饋線的增加，系統電容電流逐漸增加，一旦發生單相接地故障，則容易造成接地短路故障，進而損壞設備。本文首先介紹了配電網單相接地故障危害，然后對配電網單相接地故障定位新技術進行了詳細闡述，以期通過合理運用故障定位技術，準確定位故障線路并予以切除，保障配電網正常運行。

配電網；單相接地；故障定位

1 引言

我國中低壓配電網主要是架空線，一般采用小電流接地系統，故障類型為單相接地故障。在對單相接地故障進行排查時，一般采用人工巡線法確定故障位置，不僅需要耗費大量人力、物力，而且還會影響供電可靠性。因此，對配電網單相接地故障定位新技術進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

2 配電網單相接地故障危害分析

2.1 影響供電可靠性

一旦配電網發生單相接地故障，則工作人員首先需要進行選線，對于沒有發生故障的配電線路，需要進行停電處理，而這就會直接影響配電網供電連續性和可靠性。另外，如果配電網發生單相接地故障，則工作人員在對故障點進行排查和修復作業時，不能為電力用戶正常供電，另外，如果遇到強風暴雨等惡劣氣候，或者作業條件比較惡劣，則排查和修復工作難度會大大增加，極大地影響配電網供電穩定性和可靠性。

2.2 影響供電量

當配電網發生單相接地故障時，需要立即對故障線路進行停運處理，并且對故障原因進行排查和修復，而這就會造成大面積長時間的停電，減少供電量，對供電企業的經濟效益以及供電量指標都造成了巨大的影響，甚至會在一定程度上影響我國社會主義經濟的可持續發展。

3 配電網單相接地故障定位新技術

3.1 故障測距法

3.1.1 行波法

行波法可以被分為A型、B型、C型、E型這四種類型。其中，A型指的是依據故障產生的行波定位單端故障；B型指的是對故障產生的行波進行雙端故障定位；C型指的是當發生單相接地故障后，技術人員輸入故障檢測信號，當行波在沿線路傳播過程中遇到故障點時會發生折射和反射，對此，技術人員可以依據折射和反射程度對故障點和測量點之間的距離進行測定，從而實現故障定位，現如今，C型是應有最為廣泛的行波法；E型的故障定位原理是通過對重合閘開關動作時，合閘脈沖和發射脈沖之間的時間差，從而準確判定配電網故障發生點。

3.1.2 阻抗法

在配電網故障定位中，阻抗法已經得到廣泛推廣和應用。如果假設整個配電網的線路為均勻線路，則如果發生故障問題，則技術人員可以依據所獲得的電流、電壓等參數確定整個故障回路的阻抗然后綜合考慮阻抗值以及線路長度的關系，準確計算測量點和故障點之間的長度，從而準確判斷出配電網故障點的具體位置。

3.1.3 安裝單相接地故障指示器

故障指示器的方法其工作原理主要在于，對配電線路針對故障電流進行檢測，將發生故障的出現、區段以及分支指示出來。但是，在故障指示器定位法的實際應用中，其只能夠對短路故障產生良好效果，在對接地故障以及高阻接地故障定位時，其故障信號就會非常弱，這就會造成故障指示器無法發生可靠動作。因此，現如今，故障指示器在單相接地故障定位的實際應用中，定位準確率依然無法達到百分百，由此可見，其并不適合應用于配電網線路單相接地故障的定位檢測。

3.2 注入法

注入法也是單相接地故障定位中較為常見的技術，其應用原理是：如果配電網發生單相基地故障，則通過母線電壓互感器會向故障線路的故障相注入電流信號。因此，根據注入信號的流動的特點，可以采用專用的信號探測器對注入信號路徑進行跟蹤，從而準確定位故障點。注入法又分為直流注入法和交流注入法，而S注入法屬于交流信號注入法的一種，S注入法的工作原理在于：在配電網母線中利用其電壓互感器將交流電流進行注入，在通過電流探測器的專用信號，從而準確查找出發生故障的線路和具體位置，從而在最大程度上減少或是避免受線路電容的影響。但是，在高電阻接地的情況下，通常情況下，配電網中的電容的分流作用會超出其方法的允許范圍，這就會造成在某分支如果發生兩條分支電流信號差距并不明顯，最終就會降低故障方向的辨別和判斷的準確性。

3.3 綜合定位方法

綜合定位方法主要是針對行波法與直流注入法所提出的一種新型單相接地故障定位技術，其能夠將行波法與直流注入法的應用優勢相結合。如圖1所示，由X端注入脈沖信號，在故障點之后返回行波信號會發生突變，但是，在故障點之前，故障發生前與故障發生后所返回的行波信號是一致的，因此，可以充分利用正常信號和故障信號的波形差，正常信號與故障信號相異的第1點指的是單相接地故障點所對應的行波突變點，根據第一個突變點時刻，即可確定故障點與線路首端之間的距離，設為L1。當從Y端注入脈沖信號時，根據上述分析辦法，通過利用正常信號與故障信號波形之間的差別，即可判斷出單相接地故障發生未知，設為L2。綜合考慮故障距離Ll和線路的結構，即可確定單相接地故障點位置，并且形成故障數組1，同時，故障點和線路段之間也可以一一對應。采用同一種分析方法，根據故障距離L2和線路的結構，也可以確定單相接地故障點位置，并且形成故障數組2。通過計算數組1與數組2的交集，即可計算出數組3。如果數組3有唯一的點，即可判斷此點為故障點。如果數組3元素不是唯一的，則說明存在偽故障點，還需要繼續排查。在這種情況下，可以向故障線路注入150mA直流信號，小電流接地系統非故障線路對直流可視為開路，其電流為0；但是，在故障線路中，直流信號通過故障點會形成回路，電流不為零，可以以此為依據，找出真正的故障點。

圖1 配電線路分支發生故障

4 結語

綜上所述，配電網單相接地故障定位技術對于排查配電網故障問題具有十分重要的現實意義，能夠有效降低配電維護檢修時間，在控制停電時間以及降低停電損失方面發揮著重要作用。現如今，配電網單相接地故障定位技術有很多種，包括故障測距法、注入法、綜合檢測法，在實際應用中，相關人員需要以配電網單相接地的具體情況為基礎，合理選擇故障定位方法，保障故障定位有效性。

［1］嚴鳳，葛廷利.農村配電網單相接地故障定位方法研究［J］.電網與清潔能源，2010，26（4）：36～37.

［2］徐汝俊，嚴鳳，裴玉龍.10kV配電網單相接地故障定位方法的研究［J］.電力科學與工程，2010，26（11）：14～17.

［3］王昭楊，戚宇林.配電網單相接地故障定位S信號法的研究［J］.電力科學與工程，2010，26（3）：14～17.

TM862

A

2095-2066（2016）30-0037-02

2016-10-12

徐國春（1975-），男，技師，大專，主要從事配網檢修、搶修及試驗工作。