高壓輸電線路接地故障的定位技術

王曉偉

摘要：本文對高壓輸電線路接地故障定位原理進行了全面的分析，并且結合實際情況對相應的接地故障監測及通信系統進行了探討。在文章的最后采用計算機軟件進行了模擬性實驗。希望通過本文可以為相關工作提供一些參考。

關鍵詞：高壓;輸電線路;接地故障;定位技術

1高壓輸電線路接地故障定位原理

當高壓輸電線路在實際應用時，很容易由于各種因素的影響產生接地故障。在這時，接地故障點位將會由于電流電壓發生急劇變化而產生折射行波以及反射行波。而這兩種類型的行波一經產生，將會不斷沿著輸電線路兩端進行快速傳播，最終到達輸電線路端點。本文所利用的行波測距原理具體如圖1所示。

為了滿足故障定位需求，經過綜合考慮之后將M點設置為監測端。通過M點向高壓輸電線路接地故障方向發射一段特定的高壓脈沖信號，當該高壓脈沖信號到達故障所處位置時，將會產生一系列擁有特定性質的反射信號波。該反射信號波對于故障點的定位工作有著非常重要的意義，根據反射波到達M點所需要耗費的具體時間段，可以最終分析出高壓輸電線路發生故障的準確位置，具體公式如式（1）所示：

2接地故障檢測及通信系統

根據高壓輸電線路接地故障行波測距原理，筆者經過多方面考慮之后為其配置了多種硬件設備以便于對高壓輸電線路的故障點位進行有效確定。為了保障最終測量結果的準確性，硬件設備涵蓋了功能強大的GPRS無線通信模塊、高壓信號波發射器檢測裝置等等。為了保障電源模塊在應用中的穩定性能，有效防止電源模塊在應用中發生故障，使用TVS元器件構成過電壓保護線路。該元器件由于內部構造較為特殊，因此在具體應用時可以承受數值相當高的反向電壓。該系統在實際工作中，一旦高壓某個地區的高壓輸電線路由于各種因素的影響產生接地故障。位于高壓輸電線路兩側的監測裝置將會立即發揮作用，準確接收到來自于接地故障點所發出的折射波以及反射波，并且通過其內部元器件作用的合理發揮，將接收到的波形轉化為穩定的電壓信號，將其輸送給故障定位電路模塊。最后將處理后的數據發送給M590芯片。后續M590芯片將把數據進行有效處理最終得到特定的通信信號并且將通信信號發送到網絡中心。由工作人員對后續工作進行有效調配。

3模擬性實驗

為了對高壓輸電線路接地故障定位硬件以及系統的可行性進行全面分析。本文對一條正處于維修狀態當中的高壓輸電線路進行了模擬試驗。為了對故障點位產生的行波特性進行有效分析，筆者首先在高壓輸電線路某一端口采用三種不同寬度的脈沖波信號對故障點的歐氏距離進行有效測定。在實驗中分別利用脈沖寬度為1、2以及4的信號波對其進行有效測量。不同脈沖寬度下的接地故障點反射波信號如圖2所示。

從該圖不難看出，反射波在傳輸的過程當中從故障點到監測端所需要花費的時間為100微秒。同時這一時間間隔不會隨著脈沖寬度的變化而變化。不同波阻抗下接地故障點所產生的檢測波信號如圖3所示。

其中顏色相對比較淺的波形為波阻抗數值為220Ω所產生的信號波形;而圖中顏色較深的波段表示的則是接地故障點波阻抗為1000Ω時所產生的波形。從該圖不難發現，對于接地故障點所產生的一系列反射波信號，其最大值和接地故障點波阻抗呈現反比的關系。也就是說，當故障點本身所具有的波阻抗越小時得到的反射波最大值便會越大，最終產生的檢測信號也會具有更高的精確度。

4結束語

通過文章上述分析不難發現，在高壓輸電線路實際應用的過程當中如果某一區段由于其他因素的影響產生一個固定的接地故障點。要想對其進行準確定位，可以對其反射波進行有效分析。在實際測量中發現反射波信號傳輸的速度并不會受到脈沖寬度的影響。同時反射波信號最大值與接地故障點本身所具有的波阻抗呈現反比的關系。當波阻抗接地故障點所具有的波阻抗數值越小時，相應信號的最大值將會變得越大，結果也會更加精確。

參考文獻

[1]王素云.淺談高壓輸電線路接地故障的定位技術[J].電子元器件與信息技術，2020，4（07）：141-142.

[2]王偉，余銳，陳愚，王立平，劉星，樊占峰，倪傳坤.特高壓輸電線路保護故障測距的應用研究[J].電力系統保護與控制，2013，41（19）：40-46.

（國網咸陽供電公司 712000）