探析10kV配電線路斷線故障檢測與定位

趙子豪

（國網陜西漢中西鄉供電公司，陜西漢中，723500）

0 引言

配電線路在運行過程中所處環境較為復雜，非常容易受到各種因素的影響而發生斷線故障，一旦產生此方面故障就會對整個電網系統造成非常大的影響，無法確保提供穩定、安全的電力供應，所以一定要加強10kV配電線路斷線故障的檢測和定位方面的分析研究，這對于進一步推動我國電力系統水平提升具有重要的作用。

1 10kV配電線路斷線故障原因分析

造成10kV配電線路斷線故障的原因較多，總的來說其故障情況如表1所示。

表1 10kV配電線路斷線故障原因

1.1 外力破壞所造成的斷線故障

隨著工程建設數量和規模的增加，容易造成施工區域周邊10kV配電線路受到破壞，一旦施工過程中存在大型設備用電功率和電壓長期超出額定值的情況，就非常容易造成配電線路某些區域發生問題，從而影響到整個配電網絡的正常運行。除此之外，若是工程施工時某些設備操作不規范、不符合標準規定，也會引發周邊線路發生斷線故障。

1.2 電氣原因所造成的斷線故障

此方面原因造成的斷線故障主要集中在發生短路問題后導線受到較大電流影響而被燒斷，也可能受到強烈變化的電場影響而造成絕緣導線斷線的情況。

1.3 天氣等自然環境的影響

雷電多發區域的配電線路容易發生斷線事故，10kV配電線路一旦受到雷擊影響就容易在絕緣子區域以及橫擔處產生放電情況，會產生較大電弧而造成線路斷線。

1.4 線路老化的影響

某些配電線路運行時間較長，過于老舊或者瓷橫擔發生斷裂等都容易造成10kV配電線路發生斷線故障。

1.5 建設質量的影響

線路建設質量較差、運行管理存在問題等都會造成10kV配電線路發生斷線故障。

2 10kV配電線路斷線故障的檢測

2.1 單相斷線故障的檢測

在進行單相斷線故障檢測時，重點關注的是發生故障位置兩側電壓變化情況，在實際操作時可以從如下幾方面進行重點關注：

第一，雖然電源側零序電壓會有較大下降（約50%），但是斷線故障的產生并不會影響到電源側電壓情況，對于線路的正常供電并不會產生較大影響；

第二，要特別注意電壓的變化情況是否會受到故障位置變化的影響，一般情況下電源側電壓最大能夠上升到正常值的150%，此時故障所在位置另一側電壓會下降到原有電壓的50%；

第三，由于負荷側電壓會受到故障情況的直接影響，所以負荷側相電壓會有較大下降（約50%，甚至會下降到0）。同時其零序電壓則會增加1.5倍并且電壓并不對稱，以此一旦線路發生斷線故障就無法正常進行供電。

一旦10kV配電線路產生單相的斷線故障之后，就會造成線路電流和負序電流方向的相逆，并且負序電流要超過線路電流值，通過此種情況就能夠判定配電線路所發生的故障，能夠快速、準確的實現斷線故障檢測。

2.2 多相斷線故障的檢測

與單相斷線故障類似，產生多相斷線故障時也會造成電壓和電流等改變，可以以此為基礎判定線路故障情況。

第一，多相斷線故障所引發的電壓改變會造成電源側電壓較大上升，但是負荷側的電壓則會有所下降，嚴重情況則會降低到0。電源側電壓處于對稱狀態，并不會對配電線路造成影響，而負荷側電壓不同于電源側，其不存在對稱性，會對正常供電造成影響。

第二，若是斷線故障發生兩次就會造成負序電流降為0，并且發生斷線故障前后的電流會有非常大的變化，以此為基礎就可以判定線路發生故障的情況。

3 10kV配電線路斷線故障的定位

若是配電線路發生斷線問題就會引發故障區域周邊電壓發生較大變化，

不同側的零序電壓變化情況有所差異，因此需要對線路進行準確分區，在每一個節點區域都要設置電壓監視設備，或者設置其他方面的監控設備，一旦發生線路故障就會對每一個節點相電壓、零序電壓等進行及時準確的采集，之后將其及時傳到變電站中。一旦發現相鄰節點電壓變化存在較大差異，就表明這兩個節點之間的區域發生了斷線故障，可以對故障進行準確的定位，從而采取針對性的措施進行處理。目前智能分布式配電終端FTU及智能分布式FA,集線路保護、測量、控制、監測、通訊、遠動等多種功能于一體，具有高度集成、靈活配置等特點對于10kV架空線路上的柱上開關、分段開關、聯絡開關等一次設備進行控制操作，能夠不依賴主站通過饋線自動化終端內部件的數據交換，實現配電網故障定位、故障隔離和自動快速恢復非故障區域供電。常規配電線路故障的定位流程如圖1所示。

圖1 配電線路故障的定位流程

3.1 單相斷線故障的定位

對于10kV配電線路單相斷線故障實施定位過程中，需要特別關注如下幾方面的內容：一旦發生配電線路斷線故障之后，故障所在區域兩側電壓值會有一定差異，因此會造成故障位置兩側零序電壓的變化也有所不同。對于此種故障進行定位時，首先要按照相應規則對整條線路進行分段，之后在相應節點位置設置動態監測設備，或者在相應位置設置其他類型監控設備。若是出現單相斷線故障的情況，相應監測設備就會對電壓值的變化進行記錄和采集，同時會和所采集的零序電壓實施必要的整合，之后會將相應內容上傳給變電站。在實際分析時一旦發現相鄰節點所采集的相電壓或者零序電壓變化差異較大，那么就可以判定此區域即為故障區域。在此基礎上就可以對此區域實施更加深入的故障排查，從而進一步提升故障定位的準確性。

3.2 多相斷線故障的定位

第一，兩線斷線故障是其中最為重要的故障之一，對此種故障進行分析時最主要的是關注電源側零序電壓變化情況，同時也要分析另一相電壓取值下降的問題。產生此方面故障時會引發電源側零序電壓的較大增加，最大會上升到故障產生之前的相位電壓值（一般情況下負荷側以及電源側TV開口的三角電壓都在100V之下）。一旦發生配電線路末端斷線的情況，那么電源側TV開口三角電壓就會下降到0，而負荷側電壓則會達到近100V。若是開斷產生斷線故障，那么所產生的現象則和以上情況相反，以此就可以對斷線故障進行準確定位。

第二，若是發生三相斷線故障，在對其實施定位過程中最主要的是判定電源側相電壓情況，要明確其電壓變化的情況，并且要進一步判定相電壓值情況，和故障之前值進行對比。而負荷側相電壓則會下降到零，從而引發零序電壓的降低（也容易降到0），對于此種情況來說，可對故障區域兩邊電壓進行檢測，以此來進行故障具體定位。

除了以上所提到的配電線路斷線故障定位方式之外，也可以采取“粗定位”以及“精準定位”等方式來確定故障具體位置。所謂的“粗定位”主要就是通過配電線路故障電源輔助進行故障點的定位，在實際操作時主要是通過定位電源來對故障點施加高壓脈沖電流，一定時間后暫停施加高壓脈沖電流并檢查電纜溝板內的情況，若是找到發生損壞的保護層就表明此處為故障所在位置；所謂的“精準定位”主要就是指通過絕緣電阻表來輔助進行故障定位，在實際操作時先要初步判定故障點，之后切斷所在區電纜并且在兩側通過電源電阻實施測量，對線路終端絕緣電阻進行測量，一旦存在數值為0的情況就表示該位置的線路產生了故障。

4 結束語

10kV配電線路斷線故障的檢測和定位是非常重要的，直接影響著整個電力供應的穩定性和可靠性。本文主要從單相斷線故障檢測和定位、多相斷線故障檢測和定位等方面闡述了配電線路斷線故障檢測和定位等方面的內容，能夠進一步增強斷線故障檢測和定位的準確性以及可靠性，一旦發生斷線故障能夠及時檢測和定位，從而為故障有效排除做好準備，對進一步提升電力系統運行穩定性以及可靠性具有現實意義。