城區(qū)10kV配電線路故障的定位查找及預(yù)防措施探究

李子毅

摘要：10kV配電線路故障是配網(wǎng)系統(tǒng)面臨的一大問題，通過定期的檢修與維護(hù)能夠控制故障，減少故障對(duì)用戶的不良影響，然而也不能達(dá)到故障高效治理的目標(biāo)，因此有必要掌握科學(xué)的故障排查方法，并借助科學(xué)的定位與隔離技術(shù)保護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全。文章分析了配網(wǎng)線路故障定位查找方法以及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)線路；故障定位查找；故障預(yù)防措施；配網(wǎng)系統(tǒng)；故障排查 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM726 文章編號(hào)：1009-2374（2017）03-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.064

近年來，關(guān)于配網(wǎng)故障查找、定位與預(yù)防存在多種方法、多項(xiàng)技術(shù)，然而任何一種技術(shù)都具有一定的局限性，要想真正實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)故障的高效率查找、定位與隔離，就必須掌握自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)要掌握科學(xué)的故障定位查找方法。

1 故障概況

某城區(qū)10kV配網(wǎng)出現(xiàn)開關(guān)跳閘事故，重合閘無反應(yīng)，饋線主要為電纜溝敷設(shè)，其材質(zhì)為聚乙烯，饋線長4.92km，電纜頭若干，故障出現(xiàn)后運(yùn)維中心及時(shí)做出反應(yīng)，拉開此饋線環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)，然后嘗試性送電，結(jié)果發(fā)現(xiàn)B相有接地信息，此時(shí)負(fù)荷逐漸朝著臨近的其他饋線轉(zhuǎn)移，與此同時(shí)運(yùn)維工作者負(fù)責(zé)測(cè)試了此饋線的絕緣電阻，其中包相對(duì)地也包括相間的數(shù)據(jù)，具體的電阻值統(tǒng)計(jì)如表1：

觀察表1中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能夠看到，10kV饋線中的B相有問題，初步判斷其故障為短路，對(duì)此圍繞此回路進(jìn)行故障定位，并分析故障的成因。

2 配網(wǎng)線路故障的定位查找

根據(jù)10kV饋線系統(tǒng)的故障描述以及所提供的數(shù)據(jù)，則要對(duì)配網(wǎng)故障進(jìn)行科學(xué)定位查找，可以采取以下步驟和方法：

2.1 低壓脈沖反射法

該方法屬于典型的故障檢測(cè)法，適合用于低壓配網(wǎng)線路故障監(jiān)測(cè)，其中斷線故障的檢測(cè)最為敏感，能確保高度精準(zhǔn)，而且能夠借助顯示屏獲得清楚的波形，具體的操作步驟如下：測(cè)出發(fā)生故障的饋線出線的長度，得出一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將這個(gè)數(shù)據(jù)同常規(guī)非故障相電纜長度對(duì)比，再將故障與非故障相的測(cè)量波形加以對(duì)比，從中獲得電纜實(shí)際的長度，具體長度數(shù)據(jù)為2.22km，然而此方法尚未獲得清晰、明確的故障波形圖，從而精準(zhǔn)地鎖定故障點(diǎn)的具體位置，決定借助脈沖電流法。

2.2 脈沖電流法

分別得出了故障處一次故障波形、二次故障波形兩大形態(tài)，雙方之間相差0.495km，這就意味著故障點(diǎn)就在不遠(yuǎn)處，離監(jiān)測(cè)點(diǎn)較近。同時(shí)借助高壓電橋法來深入檢查、巡查故障點(diǎn)，對(duì)應(yīng)獲得此點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)值，最終端的被檢測(cè)位置和故障位置之間相距的數(shù)值正好為0.495km。

經(jīng)過電壓脈沖反射法、脈沖電流法兩大檢測(cè)法，得出相同的結(jié)論那就是被測(cè)位置與短路故障點(diǎn)之間的距離相等，也就能初步推斷出故障點(diǎn)距離所測(cè)試的位置距離就是所測(cè)得的0.495km，從而得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

實(shí)際的10kV電纜設(shè)置中并非是順直、直接的，存在多處曲折變化，對(duì)此為了能夠更為精準(zhǔn)地獲得故障點(diǎn)位置，就要借助于其他技術(shù)、方法和手段，例如釋放音頻信號(hào)、斷開測(cè)試等，采用多種技術(shù)和方法來精準(zhǔn)地找到故障點(diǎn)。同時(shí)也要引進(jìn)測(cè)聲儀器，放在被測(cè)位置附近負(fù)責(zé)接收來自于故障點(diǎn)的相關(guān)信號(hào)、信息，再經(jīng)深入分析、辨識(shí)，果然在同樣的距離、同樣的位置發(fā)現(xiàn)了異常聲響，順著聲音所在方向?qū)ふ遥罱K發(fā)現(xiàn)電纜接頭處絕緣層損壞現(xiàn)象，由此徹底找到故障。

3 10kV配網(wǎng)故障的防范對(duì)策

3.1 保護(hù)電纜與電氣設(shè)備安全

結(jié)合以上的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與故障成因剖析，為了有效防范10kV配網(wǎng)故障，控制跳閘事故，則要重點(diǎn)從冷縮電纜中間頭入手，控制頭部發(fā)生故障，減少外力的破壞，控制電氣設(shè)備故障等。具體的操作方法：調(diào)換冷縮電纜中間頭，換成熱縮頭，保護(hù)電纜及其中間頭，優(yōu)化并提升其防水性能，重點(diǎn)加強(qiáng)中間頭部位的施工監(jiān)管，采取安全保護(hù)性措施，減少電纜頭遭受外力的破壞，科學(xué)調(diào)整10kV電纜的巡視、巡查工作，按照特定的周期展開巡查，電纜施工前要重點(diǎn)做好技術(shù)交底工作，四周亟待挖掘、深鉆的設(shè)備與設(shè)施則需要進(jìn)行安全防護(hù)。電纜安全保護(hù)的同時(shí)，也要強(qiáng)化電氣設(shè)備的安全保護(hù)與防護(hù)，強(qiáng)化用戶端的電氣設(shè)備安全管理，加大設(shè)備巡查力度，通過巡查各類電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，從而采取解決性對(duì)策和措施。

3.2 采用故障自動(dòng)定位技術(shù)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，配網(wǎng)故障的查找與定位也日益朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，其中線路FTU具有高度自動(dòng)化定位功能，然而需要大量資金。對(duì)此嘗試將故障指示器同GPRS技術(shù)結(jié)合起來，打造出一個(gè)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

在GPRS通信系統(tǒng)的支持下，各類通訊設(shè)備根據(jù)特定的距離來設(shè)置于配電系統(tǒng)干線、支線等位置，創(chuàng)建一個(gè)通訊主站來負(fù)責(zé)接收故障性數(shù)據(jù)信息，以此達(dá)到數(shù)據(jù)的優(yōu)化采集與處理。

從而自動(dòng)化定位并隔離故障，該系統(tǒng)主要的功能

結(jié)構(gòu)：

3.2.1 故障指示器。配設(shè)于電纜、架空線、開關(guān)柜等位置，這樣當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障，指示器將發(fā)出感應(yīng)信號(hào)，對(duì)數(shù)字編碼途徑發(fā)射單元來傳輸至信息處理單元。具體的指示原理如圖1所示：

如果5-8區(qū)段出線問題，對(duì)應(yīng)的1、2、4、5監(jiān)測(cè)點(diǎn)會(huì)發(fā)出故障信號(hào)，對(duì)此則能夠初步判斷故障發(fā)生位置。

3.2.2 信號(hào)處理設(shè)備。簡稱：IPU配設(shè)于線路支點(diǎn)，可以妥善收到來自于6個(gè)故障頭的信號(hào)、信息，信號(hào)處理器具有故障處理功能，可以解碼所收到的信號(hào)、信息，并同處理器所在位置相配合，將信息傳輸出去。

3.2.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。該系統(tǒng)主要是一個(gè)信號(hào)接收系統(tǒng)，能夠接收來自于IPU的信號(hào)，同樣對(duì)相關(guān)的信號(hào)、信息實(shí)施解碼處理。

3.2.4 用戶監(jiān)控系統(tǒng)。主要發(fā)揮故障指示作用，也能妥善定位故障，而且能夠同GIS系統(tǒng)妥善配合，打造出相對(duì)獨(dú)立的軟件系統(tǒng)，其中內(nèi)含圖形顯示系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)顯示配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，故障定位系統(tǒng)則具有故障定位的功能，可以動(dòng)態(tài)跟隨故障的變化，找到故障點(diǎn)，從而達(dá)到線路的高效檢修。

3.3 故障自動(dòng)隔離系統(tǒng)

10kV配網(wǎng)線路故障在自動(dòng)化定位系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)下能夠?qū)收线M(jìn)行自動(dòng)化定位，然而，定位并非最終目標(biāo)，最關(guān)鍵的是要控制故障的影響范圍，減少配網(wǎng)受到的干擾，對(duì)此有必要引進(jìn)自動(dòng)化隔離系統(tǒng)，自動(dòng)隔離故障，這樣其他非故障區(qū)域就能如常運(yùn)行，處于正常運(yùn)行狀態(tài)，控制故障的影響范圍。對(duì)此可以嘗試將計(jì)算機(jī)保護(hù)測(cè)控與通訊模塊配合起來，二者有效配合、同步運(yùn)行，共同發(fā)揮故障隔離功能，二者組配成一個(gè)分界負(fù)荷開關(guān)，該開關(guān)可以用來妥善隔離配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生的故障。具體的功能如下：自動(dòng)化隔離單相接地故障與相間短路故障，高效定位故障點(diǎn)。該自動(dòng)化故障隔離系統(tǒng)雖然未能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)故障的全盤隔離，然而其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，無需過高的運(yùn)維技術(shù)，同時(shí)成本相對(duì)低廉，可以嘗試用于配網(wǎng)系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并隔離故障，從而減少由于配網(wǎng)故障帶來的線路停電問題。

4 結(jié)語

10kV配網(wǎng)是配網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，支持著城鄉(xiāng)電力、電能的傳輸與分配，為整個(gè)城鄉(xiāng)居民的生產(chǎn)、生活提供保障，為了確保配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量就必須強(qiáng)化配網(wǎng)線路安全管理，采用先進(jìn)的技術(shù)和方法，確保配網(wǎng)運(yùn)行安全，要積極地為配網(wǎng)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并隔離故障，從而提高供電服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐丙垠，等.電力電纜故障探測(cè)技術(shù)[M].北京：機(jī)

械工業(yè)出版社，1999.

[2] 李潤先.中壓電網(wǎng)系統(tǒng)接地實(shí)用技術(shù)[M].北京：中

國電力出版社，2002.

[3] 劉萬順.電力系統(tǒng)故障分析[M].北京：中國電力出

版社，1986.

[4] 張棟國.電纜故障分析與測(cè)試[M].北京：中國電力

出版社，2005.

[5] 徐文浩，劉浩，董學(xué)坤，周晶晶，朱君.10kV配電

網(wǎng)線路故障自動(dòng)定位及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].通信電源技術(shù)，

2012，29（5）.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）