配电网单相接地故障定位新技术

配电网单相接地故障定位新技术

高万博

（包头供电局高新分局内蒙古包头014030）

摘要：随着我国经济的不断发展和人口数量的大量增加，社会对电力能源的需求有了很大的增长，配电网馈线的数量也随之增加，单相接地故障出现的几率也有所增加，如果故障没有及时被发现并采取有效的措施来解决，就容易引发短路故障，损坏供电设备。电力部门应该加大对配电网单相接地故障的重视，投入资金和人力等资源，积极引进配电网单相接地故障定位新技术，以便尽快消除配电网单相接地故障。本文首先分析了我国配电网的主要特性，然后指出了配电网单相接地故障对供电的影响，最后论述了配电网单相接地故障定位新技术。

关键词：配电网；单相接地故障；定位；新技术

一、引言

输配电线路在整个电力系统中的功能就是输送电能，配电网一旦发生故障就会降低电力系统的运行效果，引发停电事故，严重影响社会的正常用电。可见，输配电线路的运行效果在很大程度上影响着配电网运行的安全性和稳定性。电力部门应该采取先进技术来准确定位配电网的故障点，在配电网所有的故障中，单相接地故障所占的比重比较大，我国电力企业以往都是采用人工方式来排查单相接地故障，这种故障排查方式不仅效率比较低，而且还会影响人们的正常供电。为了最大程度确保配电网的正常运行，必须要加强对配电网单相接地故障定位新技术的研究。

二、我国配电网的主要特性

配电网结构与远程高压输电网相比要更具复杂性，配电网单相接地故障的定位也具有一定的困难。我国城市人口的数量比较多，再加上城镇规划缺乏科学性，导致我国配电网的类型主要为树状网，环网比较少，与国外相比，配电网的电压等级比较低，输电容量也更小一些，节点和支路的数量要更多，这些特点给配电网单相接地故障定位和修复带来更大的困难。在处理配电网单相接地故障时必须要精确定位故障点，否则就会严重影响故障处理过程。由于经济的发展和人口数量的增加，所以用电单位的数量不断增长，电力部门受资金和人力等因素的制约，无法在每个支路和节点上都安装上测量仪器，所以在很多时候无法准确定位配电网单相接地故障点。同时，随着我国各地区农村电网改造工程的推进，城市配电网开始逐渐应用电力电缆，这就会导致架空电线与电缆混合情况的出现，加剧了配电网故障点定位的难度。

三、配电网单相接地故障对供电的影响

1.对线损的影响

配电网一旦发生单相接地故障，配电线路接地就会直接或者间接对大地放电，这就会造成大量的电能损耗，如果再按照相关规定运行两个小时，势必会带来更大的电能损耗。

2.对供电可靠性的影响

配电网发生单相接地故障之后，要进行人工选线以及对故障配电线路进行停电停运，在故障处理过程中会造成大面积停电现象的发生，严重降低供电的可靠性。

3.对变电设备的影响

配电网单相接地故障会导致电压互感器铁芯饱和，增加励磁电流，如果长时间运行的话，就有可能导致电压互感器被烧毁。配电网单相接地故障发生后会产生大量的谐振过电压，严重影响变电设备的绝缘，情况严重的甚至会击穿变电设备绝缘，造成更大的安全事故。

四、配电网单相接地故障定位新技术

1.行波法

行波法的理论基础是行波传输理论，可以对输电线路的故障点进行准确测量，按照故障测距原理通常分为三种类型，第一种故障测距法是利用故障点产生行波到达母线端后反射到故障点然后再由故障点反射到母线段的时间差和行波波速来准确确定故障点的位置。但是这种方法的实施难度比较大。第二种故障测距法是利用故障点产生行波到达线路两端的时间来进行测距，因为测距装置是利用故障发生后的第一次行波信息，所以不存在故障点反射波区别的问题。随着故障定位技术的不断发展，这种测距法逐渐得到了应用。第三种测距法的工作原理是，测距装置在故障发生后会发出高压高频和直流脉冲，根据高频脉冲由装置到故障点往返一次的时间进行测距。这种测距装置的原理比较简单，故障测距的精度也比较高，但是其中使用的高频脉冲信号发生器的成本非常高，所以在短时间内无法进行大规模应用。

2.阻抗法

阻抗法也可以应用于配电网单相接地故障定位，工作原理主要在于，如果电力线路具有均匀性，这样在发生配电网单相接地故障时通过电压和电流的计算可以将准确判断故障回路的阻抗值，然后分析出回路阻抗和线路长度二者之间的关系就可以准确判断出测量点和故障点之间的距离。阻抗法的优点主要在于成本比较低，影响阻抗法成本的因素主要是线路以及电源参数等指标。但是阻抗法测距的误差比较大，而且会受到故障点过渡电阻的影响，降低故障测距的精度，只有当过渡电阻是零时才能够准确测算出故障的位置。

3.信号注入法

（1）脉冲信号注入法

脉冲信号注入法的工作原理主要是，将高压脉冲注入到故障线路种，然后工作人员将脉冲信号检测器安装在导线上，利用脉冲信号检测器沿着故障线路注入脉冲信号，当检测器检测到脉冲信号后就会发出声响，意味着故障点在下游，如果脉冲信号检测器没有发出声响，说明故障点在上游。脉冲信号注入法可以用来检测分支点的故障，如果发现声响说明是故障分支否则就不是故障分支。脉冲信号注入法的劣势主要在于其检测的效果会受到导线分布电容的影响，这也就决定了脉冲信号注入法的测量距离在5km以内，一旦故障距离超过了5km就会极大增加检测的工作量。

（2）S信号注入法

S信号注入法的工作原理是，通过母线接对象注入220Hz频率的S信号电源，然后利用电流探测器判断发生故障的线路和故障点。国外专家早前研发出了一种离线故障定位方法，这种故障检测方法的工作原理是通过外加直流高压使接地点时刻处在击穿状态，然后注入交流检测信号从而准确确定线路发生故障的点。要想使S信号注入法的检测精度最高，就应该尽量降低接地过渡电阻。信号电流注入方向是可能接地的线路方向，当注入的信号电流一旦消失，说明消失点就是故障线路的接地点。S信号注入法会受到诸多条件的限制，比如检测精度会受到分布电容的影响，而且信号注入的能量是有限的，所以一旦遇到大电阻接地情况时就会导致检测信号的减弱，增加检测误差，提高故障检测的难度。此外，因为配电网使用的多是中性点不接地方法，所以在受到外界影响的情况下就会产生铁磁谐振，系统内部出现过电流和过电压，严重降低了检测精度。所以要想在我国电力行业中广泛应用S信号注入法，还需对相关技术不断进行完善。

五、结束语

综上所述，随着各行业的大力发展和城市化进程的不断推进，整个社会对电力能源的需求越来越大，电力已经成为经济发展和人们生活的主要能源。所以电力企业应该加强电力系统的重视程度，采取有效的措施促进供电系统的正常运行。在当前的社会形势下，配电网单相接地故障定位技术越来越重要，它可以精确判断出配电网单相接地故障点，未来的发展前景是非常广阔的。随着智能化进程的推进，配电网单相接地故障定位技术的研究也必须不断推进，从而推动电力行业的可持续发展。

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