配變低壓出線帶電識別儀的研制

羅文杰 梁國斌 溫偉建

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

近年來，隨著我國國民經濟持續快速發展，電力市場需求越來越大，城市住宅小區對配變低壓出線的要求不斷提高，低壓電纜、隱蔽導線在住宅小區的需求逐年遞增。然而，配變的低壓出線少則三四路，多則十幾路，由于歷史遺留原因和配變低壓臺區改造原因等，低壓出線識別不夠準確。在以往的低壓停電工作中曾發生過低壓分開關已斷開，但工作地點仍帶電的情況，究其原因，即配變低壓出線識別錯誤，導致低壓分開關供至范圍的標識也出錯。因為配變的低壓分開關供至范圍不清晰或不準確將給日后的運行維護、應急搶修等工作留下一定的安全隱患，且配變的低壓出線大部分都通過地埋或隱蔽通道敷設，無法準確核查，故研制了配變低壓出線帶電識別儀，能夠在線路帶電的情況下準確識別導線。

1 低壓設備運行現狀

低壓電力電纜是電力系統最低電壓等級的電纜設備，線路布滿樓宇之間，甚至巷井之內，而前期建設的大部分低壓電力電纜缺乏定位數據的支撐，維護難度可見一斑，這也造成了該設備管理水平與電力電纜標準化管理差距較大，具體表現如下：

（1）設備出線電纜出線端和遠端終端掛牌不一致及掛牌缺失的情況比例高，運行人員靠設備標識找錯線或找不著線的情況時有發生。

（2）電纜現場標識損壞、缺失的情況比例高。由于道路施工及修整等原因，現場電纜標識缺失情況非常嚴重，甚至運行人員即使根據電纜設備路徑圖也分辨不清出線情況。

當前，配網方面10 kV基本實現了自動控制系統的安裝（安裝了PTU及DTU自動化設備），這為運行人員更迅速地判斷線路的故障類型與故障地點，以及后續隔離故障和組織搶修提供了充足的時間。然而，相對于10 kV的智能化，0.4 kV顯得有點薄弱，運行人員欠缺自動化數據的支撐，需要依靠人工巡視或群眾反映來判斷故障。而現階段要按照10 kV的模式管理0.4 kV，以筆者之見較難實現，因為對所有低壓電纜進行標識定位成本過高，且并網線錯綜復雜，地面標識難以辨別；安裝自動化的故障定位器也不大可能，因為效果不明顯。

2 低壓線路識別的方法及其弊端

根據以往的經驗，核查識別配變低壓出線的方法一般有三種，第一、二種方法是在線路帶電的情況下識別，第三種方法是在線路停電的情況下識別。

第一種方法（導線線徑及顏色識別法）：通過導線線徑的粗細及導線顏色來識別，導線線徑和顏色相同，則視為同一條導線。

第二種方法（導線首末端等電流法）：使用兩個電流鉗表分別在導線首段與末端同時測量電流，若電流相等，則視為同一導線。

第三種方法：停電檢測，先把線路停電，然后將線路一端短路，再在線路另一端用萬用表測量，若電阻值接近0 Ω，則視為同一導線。

然而，上述三種方法皆存在弊端，不能完全準確核查導線的供至范圍。

第一種導線線徑及顏色識別法存在的弊端：當配變出線全部或部分線徑及顏色相同時，則無法識別是否為同一導線；或導線存在駁接，且駁接導線顏色不一樣，也會導致識別錯誤。

第二種導線首末端等電流法存在的弊端：只有當兩條導線的電流相差比較懸殊時才能識別，當兩條導線的電流相近時，其電流鉗表的讀數也接近，無法準確識別導線；而且在實際用電中，負荷是不斷變化的，也不便于識別導線；即使在電流基本穩定的情況下，電流鉗表的讀數也在不斷變化，同樣不利于識別導線。

第三種方法必須在線路停電的情況下進行，顯然，這種方法的效率極低。僅僅為了識別導線而停電肯定是不行的，那只有等到臺區計劃停電時才能開展導線識別。但到了那個時候，線路可能又發生異動了。

因此，我們研制了配變低壓出線帶電識別儀，能夠在線路帶電的情況下準確識別導線。

3 配變低壓出線帶電識別儀工作原理

配變低壓出線帶電識別儀基于同一電路回路上的電流處處相等，且同一回路電流的變化不會影響到其他回路的原理實現出線帶電識別。具體操作如下：使待識別的回路上流過具有一定特征的電流，然后在導線首端檢測其是否存在這個特征電流，若存在，則可確定被檢測的導線與流過特征電流的導線為同一導線。

配變低壓出線帶電識別儀分別由信號發射機和信號接收機組成，如圖1所示。

信號發射機負責在線路末端產生特征電流，其原理如下：在線路末端接上一個純電阻“負載”，該“負載”使回路產生大約1 A的電流，“負載開關單元”負責“負載”的開與關，而“開關驅動單元”根據“信號發生單元”發來的高頻信號，控制“負載開關單元”按照高頻信號的頻率進行開與關，由此使回路上產生的1 A電流帶上了該高頻信號的特征。

信號接收機負責在線路首端檢測線路是否存在具備上述高頻信號特征的電流，若能檢測出上述電流，說明接入高頻電流信號端（線路末端）與檢測高頻電流信號端（線路首端）為同一導線；反之，則說明接入高頻電流信號端（線路末端）與檢測高頻電流信號端（線路首端）非同一導線。

圖1 信號發射部分及信號接收部分工作原理簡圖

信號接收機工作原理：由“信號采集單元”采集導線上的電流信號，并將其送至“信號放大單元”，“信號放大單元”將信號放大后送至“濾波單元”進行過濾，只有與信號發射機發射頻率相同的信號才能通過“濾波單元”，過濾后的信號被送至“信號識別單元”進行識別，若“信號識別單元”能識別出高頻信號，則說明該線路存在信號發射機發射出來的信號，即信號發射機接入端（線路末端）與信號接收機檢測端（線路首端）為同一導線。

4 如何保證配變低壓出線帶電識別儀的準確率

要保證識別率準確，關鍵在于防止發射的信號被干擾，而電力線路中的諧波對發射信號的干擾最大，電力諧波主要集中在基頻到50次之間，少數諧波在100次以內，即諧波頻率介于50 Hz～5 kHz之間。

為了避免發射的信號與電力線路可能出現的諧波同頻，發射機設置了三種不斷交替循環的高頻脈沖信號，即使其中一種或兩種高頻脈沖信號被影響，還有第三種高頻脈沖信號可以正常工作，而三種高頻信號都被諧波影響的概率只有百萬分之一。同時，為避免這百萬分之一概率的出現，把發射高頻脈沖信號的頻率設置高于100次諧波，即設置信號發射的頻率大于5 kHz。

5 結語

目前，低壓電網的改造還不太完善，低壓數據圖紙資料缺失，部分低壓用戶在線路上隨意接入電源，并未考慮三相負荷分配情況及開關控制區域；同時，當前開展了用戶資產接收，這些用戶資產多為小區前期自主開發，一路開關控制不同樓宇或公共用電、照明的情況較為普遍，且缺少資料支撐，這就給運行人員日后維護增添了不少困難，也帶來了安全隱患。因而面對新形勢，有必要合理采取新技術、新手段來提高電力系統運行質量，更多地應用帶電測試儀器，來提高供電可靠性及工作效率。