【摘 要】在我國6kV、10kV和35kV供配電網(wǎng)絡中，單相接地故障是配網(wǎng)線路出現(xiàn)最多的線路故障，特別是10kV配網(wǎng)更是如此。而相當多的接地故障（尤其是隱形接地故障（既：軟接地）：如瓷瓶擊穿、變壓器內(nèi)部接地、避雷器擊穿、互感器接地、令克的絕緣子擊穿等等），工作人員往往需要用幾個小時，甚至是幾十個小時才能將接地故障點找到。由于長時間不能恢復送電，不僅社會影響很大（因為供電的可靠性我們對社會有承諾），而且也使電力部們的售電量減少，直接影響到電力部們的經(jīng)濟效益。這種情況在農(nóng)村的配網(wǎng)線路中更為常見，因而大大降低了配網(wǎng)的供電可靠性。而故障巡檢又僅靠搖表和人工逐級登桿目測法來尋找接地故障點。

【關(guān)鍵詞】單相接地故障；接地故障定位；信號注入法；

近幾年來，隨著電網(wǎng)改造工程的實施，10kV配電線路由原來的“兩線一地”供電方式改造為中性點不接地的“三相三線”供電方式。10kV配電線路供電方式的改變，增強了配電線路的絕緣水平，降低了配電線路的跳閘率，提高了供電可靠性，減少了線路損耗。但采取新的供電方式在實際運行中，經(jīng)常的發(fā)生單相接地故障，特別是在大風、暴雨、冰雹、雪等惡劣天氣情況下，接地故障頻繁發(fā)生，嚴重影響了變電設備和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行。故障發(fā)生后，由于線長范圍廣，采用以往憑經(jīng)驗，分段逐段推拉，逐級桿塔檢查等傳統(tǒng)方法進行排查，費時費力，停電范圍大，時間長，很難快速準確查到故障點。

開發(fā)一種新型的單相接地故障定位儀，適用于10kV故障線路停電后快速準確定位接地點，可以實現(xiàn)配網(wǎng)設備在出現(xiàn)故障的情況下的快速查找。減小線路檢修人員的勞動強度，省時省力，提高工作效率、供電可靠性和電力企業(yè)經(jīng)濟效益。

一、接地故障定位儀的總體要求

農(nóng)村的配網(wǎng)線路中更為接地十分常見，發(fā)生接地故障時，常用搖表和人工逐級登桿目測法來尋找接地故障點。我們知道，用搖表查線是要將線路反復多次切割后一段一段地搖，非常麻煩，且又非常很耗時，更何況搖表只能搖到2-3kV，對高阻接地或隱形接地故障是無能為力的；而人工逐級登桿目測法又要耗費大量的時間和大量的人力物力。這種落后的尋線方法與當今電網(wǎng)高度自動化水平極不相適應。無數(shù)電力工作者為解決這一問題做出了長時間的巨大努力，但至今仍然沒有滿意的結(jié)果。因而成為困擾電力部門幾十年無法解決的一個重大技術(shù)難題。

利用了公司經(jīng)合了國內(nèi)直流接地故障定位技術(shù)、小電流接地故障定位等原理，發(fā)明了“S注入法”原理，并成功研發(fā)的“高壓恒流開路，交流信號自動跟蹤定位”技術(shù)，基于傅氏算法，開發(fā)一種新型的單相接地故障定位儀，在10kV（35kV）配網(wǎng)單相接地故障定位的作業(yè)方法上取得了重大突破。它解決了因長時間找不到接地故障點而不能及時恢復送電引起的的客戶投訴和因售電量減少造成的經(jīng)濟效益問題；也解決了因人海戰(zhàn)術(shù)即人工逐級登桿查找接地故障而耗費大量人力物力的問題。

使用該儀器就可以在極短的時間內(nèi)找出接地故障點。儀器內(nèi)置電池供電，一次可以工作6小時以上，重量小于8公斤，實用方便，從而很好的解決了上述問題，并使停電查線更為準確、快捷、方便、輕松，具有傳統(tǒng)方法所無可比似的優(yōu)越性。

三、故障定位設備的主要組成

單相接地故障定位儀是由信號發(fā)生裝置、信號采集器、信號接收定位器三部分組成。

（1）信號發(fā)生裝置：在故障線路停電狀態(tài)下，該裝置向10kV故障線路注入檢測信號，用以檢測接地故障。

（2）信號采集器：為手持可移動測量裝置，檢測異頻電流信號用于定位單相接地點，在線路正常運行時，可實時檢測線路負荷電流。

（3）信號接收定位器： 用于接收并顯示信號采集器發(fā)送異頻電流、負荷電流和鉗表電壓及本機電壓等測量數(shù)據(jù)，確定故障點方向及位置。

（4）本定位儀為便攜式。當一條接地故障線路停電以后，將主機輸出端子SC1（輸出1）接地，SC2（輸出2）連接接地故障線路，并接通主機電源。依次按主機“送高壓”和“發(fā)訊”按鈕，主機就會自動輸出30--12000V的直流高壓將接地點重新?lián)舸?，并?0mA的恒流使接地點始終保持在一個接地狀態(tài)。然后再注入一個頻率為220Hz，15mA的交流信號電流。這兩個電流（直流和交流）就沿著接地線路的接地相流動，最后流經(jīng)接地點入地，并且與大地構(gòu)成了一個閉合回路。因為信號是通過接地點入地的，所以，特殊信號電流的入地點就是具體的接地點的確切位置。

然后，用一個特殊的信號電流探測器對信號進行尋蹤，當尋蹤到信號電流的入地處，即為接地故障點。因為信號電流探測器為信號電流的專用尋蹤儀器，它只反映特殊的220Hz信號電流，而不反應工頻及其各次諧波。所以用信號電流探測器對信號電流進行尋蹤，就可以找出接地分支和接地故障點的確切位置。

四、設備的工作原理和操作

1、當線路發(fā)生接地故障時，在停電狀態(tài)下，信號發(fā)生裝置向故障線路發(fā)送一個具有一定功率的異頻信號，該信號會通過接地點流向大地，即信號源、線路、接地點和大地之間形成回路。可以通過在線路任意位置檢測該信號的存在與否，判斷故障點的位置。

示意圖如下：

2.操作步驟

第一步：確認故障線路已經(jīng)停電（可用信號采集器和信號接收定位器檢測）

第二步：用信號源（信號發(fā)生裝置）向故障線路注入檢測信號

第三步：用信號采集器和信號接收定位器根據(jù)二分法檢測信號

第四步：確定故障點

當線路發(fā)生接地故障時，通過測試信號發(fā)生裝置向故障線路的故障相上發(fā)送一個具有一定功率的異頻信號（箭頭所示），通過手持信號檢測裝置沿故障線路進行巡檢，當采集到線路上的異頻信號消失（或出現(xiàn)）的地方即為單相接地故障點。

五、特點及技術(shù)參數(shù)

（1）通過絕緣桿操作，內(nèi)部有熔斷保護裝置，操作安全可靠

（2）內(nèi)置內(nèi)置大容量鋰電池電源（可車載充電），無需另外提供電源，使用方便，經(jīng)久耐用

（3）信號發(fā)生裝置可以配置一組或多組信號采集接收器，可以進一步提高查找速度

（4）電流采集接收無線天線內(nèi)置，確保鉗表絕對絕緣可靠

（5）背光顯示可以設置，方便夜間使用

（6）體積小、重量輕、操作簡單、攜帶方便

3.2技術(shù)參數(shù)

（1）信號發(fā)生裝置

輸出范圍：0-170mA

輸出電壓：0-8000V

輸出精度：±1mA

輸出功率：50W

測量范圍：0-80k

檢測線路長度：大于100km

顯示方式：中文液晶，背光功能

LCD尺寸：90mm*73mm

電源：鋰電池12V12Ah

工作時間：大于4h

工作溫度：-10℃～+50℃

裝置尺寸：327mm*282mm*218mm

裝置重量：8kg

（2）信號采集器

檢測方式：鉗形CT，積分方式

傳輸方式：433MHz無線傳送

傳輸距離：40m

鉗口尺寸：Φ33mm

測量范圍：0.1mA-100.0mA（異頻電流）1A-600A（負荷電流）

測試精度：±%

工作時間：大于10h

裝置尺寸：255mm*76mm*31mm

電源：堿性干電池1.5V*4

裝置重量：340g

（3）信號接收定位器

顯示方式：中文液晶，背光功能

工作時間：大于10h

LCD尺寸：54mm*50mm

裝置尺寸：204mm*100mm*35mm

電源：堿性干電池1.5V*5

裝置重量：360g

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