10kV配电线路接地故障快速定位方法的探讨
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摘 要：目前，人们对10kV配电系统运行质量的要求有所提高，如果发生接地故障工作人员应该及时进行定位、处理，减少停电带来的经济损失。对此，笔者对10kV配电线路接地故障及其原因进行分析，并阐述当前10kV配电线路接地故障快速定位方法、选择方式，以期为相关人员提供参考，实现对10kV配电线路接地故障的准确定位，提高10kV配电系统运行的稳定性。
关键词：10kV配电线路 接地故障 故障定位
中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）05（b）-0050-02
在10kV配电线路中，根据电流大小将其分为小电流接地系统、大电流接地系统。前者因为中性点没有直接接地，所以在发生接地故障时会产生较大的电流;后者是中性点直接进行接地，在发生接地故障时会产生非常大的电流。为了避免安全问题的发生，经常会将小电流系统应用在供电系统中，但由于电流较小很难快速发现故障位置，需要将快速定位方法应用于其中，缩短停电时间。
1 10kV配电线路接地故障与原因分析
1.1 10kV配电线路接地故障概况
某供电企业10kV配电线路采用小电流接地系统，其中性点运用的消弧线圈方式进行接地。在2018年期间，10kV配电线路共发生了24次故障，其中包含29.2%的故障单项接地故障。经过调研发现，在我国10kV配电线路系统中，单项接地故障发生概率高达85%。其中，因为10kV配电线路为架空线，其在运行过程中常常会受到恶劣天气的影响，通常大风、大雪、雨季等特殊天气时，会增加10kV配电线路接地故障的频率。由于10kV配电线路系统在发生接地故障时，并不会产生较大的电流，如暂态性故障线路中三相电压基本对称，不会影响供电的质量，不过在1～2h后，常常会出现断路器跳闸问题。如果不能及时对10kV配电线路接地故障进行处理，会导致系统中低电压增加，进而因为绝缘破坏而导致相间短路问题。如果10kV配电线路接地故障为永久性故障，则会影响配电网变压器运行的稳定性、安全性，进而影响供电企业运行的稳定性[1]。
1.2 10kV配电线路接地故障原因
10kV配电线路接地故障可能是由多方面原因导致的，在进行故障排查前，首先要对其故障原因进行了解。从以往的配电线路维护检修工作经验来看，引起10kV配电线路接地故障的原因主要包括：（1）自然环境因素，主要是指天气因素，比如出现大风、雷雨天气时，容易发生单相接地故障，因倒杆等问题而出现断线接地。雷雨天气也可能导致变压器绕组绝缘体被击穿，或导线分支熔断器绝缘体被击穿，进而引发单相接地故障。（2）外力作用破坏，主要是指人为破坏问题。许多配电线路都是沿道路进行布设的，在道路施工过程中，容易导致地下电缆或电杆受到破坏，进而引发接地故障。随着城市化进程的不断加快，市政施工项目越来越越多，因外力作用破坏引起的电路接地故障几率也有所上升。此外，也存在人为恶意破坏、偷盗电缆设备等现象，都会引发接地故障问题。（3）设备自身故障问题，由设备原因引起的线路接地故障占较大比例，主要表现为设备绝缘子击穿故障。随着配电线路及设备使用时间的推移，设备和线路会出现老化现象，机械强度明显下降，进而容易出现设备故障问题。比如配电变高压引下线发生断线故障等。在配电线路故障检修过程中，设备故障也是重点排查的问题。（4）设计缺陷问题，在10kV配电线路的设计过程中，可能由于未充分考虑实际电力负荷的分配情况，导致电源点与用电负荷分布不均衡。在投入使用后，线路长时间保持过载运行状态，会引发线路过热、烧断等问题，进而引发接地故障。在此情况下，也会严重缩短配电线路和设备的使用寿命，必须对设计质量进行严格控制。
2 10kV配电线路接地故障快速定位方法
2.1 方法类型
在10kV配电线路接地故障的快速定位中，存在很多的技术与方法，主要包含：（1）人工法。当10kV配电线路发生接地故障以后，没有可以采用的辅助定位方式，基本上会采用人工法进行故障定位，这种方式就是人工巡线。具体来说，根据故障指示器所显示的动作位置，工作人员对接地故障的位置进行判断，不过在现阶段的工作中，因为10kV配电系统的规模在不断增加，其中所包含的分支线路越来越多，加之该供电局采用小电流接地系统，所以发生故障时指示器不能及时做出动作，影响定位的快速性、准确性，使得该方法逐渐被淘汰[2]。（2）阻抗法。这种检测接地故障的方式，其原理是在故障发生后系统中的消弧线圈会发生加入电阻的现象，使得零序电流或功率发生变化而出现故障。基于对电流、电压变换关系的检测分析，计算出故障线路自身的阻抗，然后再利用相关数据实现故障位置的具體判断。（3）信号注入法。这种定位方式是因为发生接地故障之后，工作人员可以采用专业的设备对母线的电压互感线中，注入特殊的电流信号，然后实现对线路的检测，基于信号的流通效果完成选线的目的。如果线路中的检测限号消失，则是说明消失的位置即为故障点。（4）行波法。如果10kV配电线路发生接地故障以后，会出现行波现象，而行波法即对线路中的行波进行检测，通过检测设备、故障点之间行波往返的时间，对具体的故障位置进行判断。（5）在线检测系统。将这种方式应用在10kV配电线路接地故障的快速定位中，在根本上改变了以往的判断模式，其具体的应用分为3步：一是在供电局的出线端位置，安装故障定位系统，便于系统实时掌握电路的情况，实现故障位置的精准判断;二是在用户设备附近的位置安装设备，这样的为方式可以实现对故障原因的判断;三是在电缆、分线路中安装定位设备，如果发生故障问题可以及时进行精准判断，为工作人员提供可靠的依据[3]。
2.2 方法比较与选择
每一种10kV配电线路接地故障快速定位的方式，都有着自身的优缺点，工作人员在使用时需要掌握不同方法的优缺点，然后结合实际情况进行故障定位、故障检修。上述5种10kV配电线路接地故障定位方法的优缺点，主要体现在以下几方面：（1）人工法，定位不准确并且具有较大的难度，在是检测中需要投入较大的人力，但是无法提高检测效率。（2）阻抗法，不仅原理简单还不需要资金，但是定位的准确性较低。（3）信号注入法，不需要较为复杂的原理便可以实现故障定位，但是需要使用专门的设备，除了投入资金之外，这种方式还存在间歇性。（4）行波法，可以实现对故障定位的准确度，不过在使用中会受到外界因素影响。（5）在线监测系统，对系统实时监控可以及时获取系统该状态，保证定位的准确性，但是对工作人员的能力要求较高。在选择过程中，不宜采用成本消耗较高的定位方法，同时工作人员的能力有待提升，所以将信号注入法、在线监测系统排除。为了实现对10kV配电线路接地故障的快速定位，供电企业可以采用阻抗法、行波法的方式进行分析，在保证最终效果准确性的同时，还不需要较大的资金投资，工作人员可以轻松确定故障的位置，并及时进行故障处理，提高供电局运行的稳定性。
3 结语
综上所述，10kV配电线路接地故障的原因有很多，不同因素所产生的故障位置存在差异，要想实现快速定位就应合理选择定位方法。在实际应用过程中，工作人员需要结合实际情况，对不同故障快速定位方式进行比较、选择，以此来保证定位当时的合理性，提高10kV配电线路接地故障定位的准确性、高效性，为检修工作提供可靠的依据。因此，结合该文分析发现，文中所提及的几种10kV配电线路接故障快速定位方式，具有较强的可行性。
参考文献
[1] 郭传亮.配电线路故障定位技术及其在10kV电网中的运用初探[J].电子世界，2019（3）：168，170.
[2] 张少保，詹欣圳，陈全民.配电线路故障定位技术及其在10kV电网中的应用[J].山东工业技术，2016（20）：167.
[3] 张琦.10kV配电线路单相接地故障定位新方法的研究和应用[J].贵州电力技术，2013，16（11）：83-85.
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