配电线路接地故障的探测及定位方法

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，我国中低压配电线路大多采用中性点非有效接地方式，配电线路故障，尤其是单相接地故障的探测及定位对整个线路的运行都有十分重要的作用。通过分析配电线路接地故障出现的原因，提出了接地故障的探测及定位方法，对配电线路接地故障的探测及定位准确度的提高具有重要意义。

关键词：配电线路；接地故障；探测及定位方法 引言

配电线路具有供电距离长、电气设备多、结构复杂等特点，且配电线路运行过程中易受天气环境等因素的影响，易发生接地故障，给供电线路的运行可靠、安全性带来极大的威胁。配电线路运行过程中发生接地故障之后，要尽量缩短接地故障点的排查时间，尽早排除故障，使配电线路快速恢复运行，以降低给用户用电带来的影响。目前国内采用的几种线路检测方法各有优劣，单一的使用往往会降低检测精度，增加检测成本，只有配合使用才能更精确的对故障点定位。

1配电线路接地故障产生的原因 1.1自然环境因素

1）雷雨期是接地故障频发时期，在地势空旷处，配电线路的绝缘子易被击穿和烧毁等，造成用户用电质量下降。2）随着城市绿化规模的不断扩大，树木越来越多。在树木的生长过程中，树枝会对电线产生压迫，或在雷雨天气树枝断裂造成线路被压坏，极易发生故障。3）动物等在活动时触碰到变压器会造成配电线路接地故障。 1.2其他因素

1）居民在配电线路周围燃放烟花爆竹造成配电线路故障。2）小偷私拆变压器造成线路线头暴露在外造成配电线路故障。3）电气设备老化产生磁化现象导致线路发生故障。4）工作人员疏于管理，导致配电线路出现故障也不能被发现，最终酿成严重的后果。 2配电线路接地故障

根据各类调查和资料显示，当前我国10kV配电线路发生接地故障的频率超过80%，其中，收到天气状况影响而出现接地故障的现象更为常见。由于目前10kV配电线路使用的都是小电流系统，因此在出现接地故障时，很少会对供电产生过于严重的影响，然而，跳闸等问题仍然不可避免。尽管产生的影响不算严重，但如果没有及时对出现故障的地方进行解决，会使配电系统的电压出现问题，从而有可能进一步导致短路等问题。如果10kV配电线路出现的接地故障为永久故障，那么变压器的工作安全将受到威胁，此时需要考虑对整体配电系统进行维修或更换。10kV配电线路出现接地故障概率接近百分之九十，在10kV配电线路中，如果属于架空线路则发生接地故障的概率会进行大幅度的提高，这是由于架空线路本身长期暴露于室外，十分容易受到恶劣天气等自热环境的影响。因此，这样的线路更容易出现接地故障。10kV配电线路故障通常为单相接地故障，此类别的短路故障电流并不大。 3配电线路接地故障的探测及定位方法

3.1阻抗法

假设配电线路传输电流为均匀传输。阻抗法的故障探测原理是根据故障线路阻抗或电抗与探测点到故障点的距离成正比例关系，通过计算故障探测点的阻抗或电抗值除以配电线路的单位阻抗或电抗值得到探测点到故障点的距离。阻抗法具有投入成本少、易操作的优点。但受配电线路阻抗、配单线路线路负荷和电源参数的影响较大，对于带有多个分支的配电线路，阻抗法无法排查出故障点。 3.2行波法

行波法探测原理是利用故障点所在线路产生的行波，根据仪器探测点到故障点往返一次所需要的时间和已知的行波波速来确定故障点的位置。行波法还有一种工作原理，即利用故障点所在线路处产生的行波到达配网线路两端的时间并借助通信联系实现故障定位；当然也可以利用确认线路故障发生后由装置发射高压高频或直流脉冲信号，根据高频脉冲从发射装置到故障点的往返时间对故障点进行定位。 3.3加信传递函数法

加信传递函数法的测量原理为在故障点所在线路处路附近加方波诊断信号，根据故障发生处电路拓扑结构的变化，用频域分析进行定位的单端测距算法。加信传递函数法具有测量故障点的距离结果不受负荷参数变化的影响的优点。但其缺点为选择接地线路作为故障点定位信息的依据，不能准确解决测量定位不准确的问题。 3.4端口故障检测法

端口故障检测法的原理是利用故障点所在线路的故障电压和电流的特点进行测量和定位。通过向故障线路施加频率为音频的正弦信号，依照配网线路可测端口处故障发生前后测试信号的变化量，实现故障点自动在线定位。端口故障检测法的优点是故障检测工作量小，适用于较大配电线路的检测，其缺点是分支线路的故障点位置只能判断为分支线路与主线路的联接点，确切故障点的位置无法确定，且在故障点定位过程中需要数据通讯，操作麻烦，实用性不强。

3.5电磁场检测法

电磁场检测法的工作原理为依据法拉第电磁感应原理，线路如果有传输电流，则其附近能够检测出微弱磁场，如果没有电流通过则检测不出磁场。根据该原理检修人员可以使用小磁针沿着输电线路大概发生故障的位置沿线检测。电磁场检测法的优点是使用设备简单、操作简单、成本低廉。缺点是只能确定故障点大致范围，并不能精准定位。 4配电线路接地故障的巡视与维修 4.1接地故障的处理措施

应当对输电、配电线路与设备等加以合理分级，进行分级保护。按照设备登记，对输电与配电总进线、主干线以及支线的各个级别作出严格划分，并根据对应的等级选取合适的漏电设备保护装置。合理制定输配电线路的保护措施，保证在接地输电、配电线路在故障出现时可以立即断连；选取合适的漏电保护装置来保障低压输配电线路的接地安全性。留点保护装置能够在出现漏电问题时迅速切断接地线路，进而防止形成接地电弧，进而有效防范接地故障问题的发生。在漏电保护装置型号选取方面，应当对泄漏电流量加以详细计算，要能完全避免发生因泄漏电流太大而造成的人员触电事故；在解决保护所引发的接地故障时，可对残留电流动作加以充分利用。在线路中若是出现严重的电流泄漏问题，那么其中性电流和三相负载电流的矢量和将为零值。由单相引发的接地故障中，故障电流会经过PE线与地层形成回路，以此防止两者矢量和为零。残余电源电路动作电流将高于输电线路与电气设备的泄

漏电流，使得接地故障获得有效解决，并且电力系统也会保持稳定运转，使得供电更加安全、可靠。

4.2定期检查，防范未然

对于配电线路，应当安排检修人员按期对其进行全面检查，检查内容主要有：需要对修建和移栽的植株进行检查，要防止树枝对高压电线绝缘保护层带来损害；应当按期检查高压电线的绝缘保护层有否因酸雨或老化等原因而出现损坏；需要采取合理的方案防止飞禽生物降落在配电线路上，这样也容易使得绝缘层被破坏。而若是检查时发现线路绝缘层已经损坏，则需及时进行替换。在防范配电线路的节点故障方面，只有全面落实检修工作，确定合适的检修频率，及时得知受损的电缆，并对线路中存在的问题进行及时处理，这样才能从根源上防范接地故障的发生。 结语

定位配电线路接地故障的几种方法配合使用能够显著缩短接地故障排查所消耗的时间，提高工作人员的工作效率，并且还能减少检修人员或变电所人员的关闸操作工作量，减少变电所、配电线路开关的分合闸次数。配电线路接地故障的解决有助提升用户用电质量，推动我国电力企业更高、更快发展，推动我国经济更好更快发展。 参考文献：

[1]张命勇，姜莉，吕玉艳．配电线路接地故障的探测及定位方法［J］．油气田地面工程，2018，37（6）：56－58．

[2]张闻．10kV配电线路接地故障快速定位方法的探讨［J］．电工技术，2018（3）：94－95+97．