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摘要：本文针对10kV配电线路长、分支多，接地故障点查找困难的实际问题，提出了一种简捷实用的接地故障定位新方法，并根据该原理研制了配电线路单相接地故障巡查设备。实际应用情况表明，该设备可以快速定位接地故障点，尤其可以对一些外部特征不明显的隐蔽接地故障点进行快速定位，具有很高的实用价值。
关键词：10kV架空线路单相接地故障故障查找
1.引言
随着社会的发展，电力消费日益增加的同时也对电能质量提出了更高的要求，供电可靠性越来越受到电力部门和电力用户的关注。统计数据显示，电网95%以上的停电事故都是由配电故障引起的。故障发生后，如何能够迅速有效的检测出故障，并进行隔离，恢复供电，减小故障影响具有十分重要的意义。
研究配电网的故障诊断问题，需要考虑系统的中性点接地方式，在我国10kV配电网中80%的故障为单相接地故障，小电流接地系统发生瞬时性接地故障时能够自动熄弧，不需要进行故障定位，而当发生永久性接地故障时，由于其可能发生弧光过电压，威胁系统绝缘，故应该先将线路断幵，然后尽快寻找故障点，将故障排除，恢复供电。
本文研究了一种简捷的接地故障定位新方法，以及根据这种方法研制出的新型10kV架空线路接地故障巡查设备。实际应用表明，该装置可以快速准确的定位接地故障点，对降低工作人员的工作强度，具有重要的实际意义。同时使故障处理更为快捷、准确，大幅度缩短事故停电时间，提高了供电可靠性、提高供电部门和用户的经济效益，提高了供电企业的服务水平。
2.一种简捷的接地故障查找新方法
目前对于小电流接地系统故障定位的研究大多集中在单相接地故障定位与查找方面，主要分为故障测距法、在线监测法和信号注入法等。本文提出了一种简捷经济的接地故障定位新方法。其基本原理是设计一套便携式的接地故障巡查设备，当所辖区域发生接地故障时，运行维护人员可以携带该设备检测任一条线路。该设备采用信号注入法和窄带滤波技术，使用便携式测试信号发生装置，在线路停电状态下，可以在线路任意位置注入特定频率的电流信号，用移动便携式手持设备接收特频信号，通过接收到的特频信号确定故障点的位置。该检测方法不需要全线巡查，利用二分法原理，只需检测几个特定的分支点及杆塔，每次检测可排除50%的无故障区域，从而迅速准确将故障点定位在某级杆塔处。
3.接地故障查找的设备方案提出与实现
3.1信号发生装置
通过对信号注入故障定位方法的分析，会发现这种方法要求信号发生装置应具备以下的功能与性能特征：输出功率不必太大、装置便于携带、具有稳定的输出特性、对于高阻接地能够输出较高的接地电压。针对以上的性能与功能要求，提出了一种全新的装置产品方案。
3.2信号检测装置
通过对信号的注入故障定位方法的分析，我们知道采用这种方法，注入信号电流选择不会太大，本方案选择40mA，为了能够准确又稳定的检测故障线路上的信号电流强度，我们提出了一种采用CT掩膜技术且具备闭口钳形结构的高压钳形电流表，该设备具有很高的精度、分辨率以及稳定性，针对于传统信号检测装置，由于高压钳流表采用闭口钳形CT，磁环路闭合，磁感应特性优越，因此在测量时具有非常高的稳定性，不会因为操作抖动、测量的位置变化等产生影响。此表加设了集成22HZ带通滤波器芯片，有效的消除了测量时谐波带入的干扰，同时使得信号发生装置注入信号频率减低成为可能，通过12位的AD采样与傅式算法，可以将测量精度提升到0.1mA以上，完全能够满足我们对故障电流检测的要求，通过加设WIFI模块或RF模块，可以拓展出更加灵活的外部接口，使信号检测装置能够将检测到的数据通过TCP/IP协议或RF协议转发到任意的智能终端设备或手持机设备。
3.3信号数据接收装置
信号数据接收装置，主要承担数据接收与数据显示功能，作为手持机设备必须考虑其低功耗设计，采用了RF射频通讯，以及LCD背光控制来实现低功耗要求，同时通过加设数据储存、数据查阅、数据删除功能来更方便为用户使用。
4.接地故障查找工作原理
当运行线路发生故障后，在停电状态下，使用测试信号发生装置向线路故障区段中注入一个具有一定功率的异频检测信号，该异频信号会沿线路传输至接地故障点。通过手持数据检测装置检测不同位置线路上的异频信号，并通过无线方式向手持数据接收装置传输数据，显示测量结果，从而快速定位故障点。
在故障区段首端向故障线路上发送异频信号，通过手持信号检测装置对故障线路区段的某一点进行检测，如果能检测到异频信号，说明故障点在现检测点和故障区段末端之间；如果未能检测到异频信号，说明故障点在现检测点和故障区段首端之间。以此类推，通过二分法对缩小的故障线路区段进行检测，当检测到某点（如下图1号杆塔）左右两侧一侧有这个异频信号，另一侧没有时，则确定此点（4号杆塔）就是接地故障点。
5.结论
10kV架空线路接地故障巡查设备，使用信号注入法快速准确的定位单相接地故障点，相比于传统方法，在定位的准确性和快速性上都有着压倒性的优势；又有着在线检测方法法所不具备的经济性。是一种适用于10kV架空线路的简捷经济的单相接地故障定位方法。
实际应用表明，该装置可以快速准确的查找到接地故障点，工作性能稳定，使用效果好，尤其是可以对一些外部特征不明显的故障点进行准确定位，极大的缩短故障查找时间。有助于快速排除故障，缩小停电范围、减少停电时间，提高企业经济效益。
参考文献
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[3]丁明，郭学凤.含多种分布式电源的若换配电网三相潮流计算[J].中国电机工程学报，2009，29(13):35-40
作者简介：
李新民：1975年出生，武汉水利水电大学毕业，高级工程师，从事配电生产管理十余年，现就职于黄冈供电公司。
王锦：毕业于辽宁工业大学电力系统及其自动化专业，研究生学历，中级工程师，主要研究配电自动化方向，现就职于黄冈供电公司。