錢 成

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司常熟市供電分公司，江蘇 常熟 215500）

0 引 言

發(fā)生單相接地故障后，出于人身安全等考慮，調(diào)度當(dāng)值人員會(huì)第一時(shí)間根據(jù)變電站選線系統(tǒng)選線結(jié)果進(jìn)行拉閘。發(fā)生故障后，通過故障巡線發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)是第一步。在實(shí)際運(yùn)行過程中，單相接地故障往往較為隱蔽。運(yùn)行搶修人員在長(zhǎng)期搶修過程中積累了一些查找故障點(diǎn)的方法，主要有常規(guī)巡線、分段試送、手持式單相接地故障定位儀和暫態(tài)錄波型故障指示器等方法[1]。下面將結(jié)合常熟地區(qū)實(shí)際案例，對(duì)常用的幾種故障定位方法進(jìn)行介紹與分析。

1 常規(guī)巡線

發(fā)生單相故障后，搶修人員立即開展故障巡線工作。常規(guī)巡線的首要任務(wù)是檢查線路有無(wú)斷線，排除人身安全隱患。有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行人員可以通過巡視的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)存在的故障點(diǎn)。

案例 1。2018 年 4 月 10日 12∶08∶00，銀河變 216華食線發(fā)生單相接地故障。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員故障巡線發(fā)現(xiàn)，華食線#44桿扎線脫落造成線路與鐵橫擔(dān)接觸而發(fā)生接地故障。

在這起案例中，單相接地故障點(diǎn)存在明顯異常，只要巡線人員認(rèn)真檢查，巡線到位，可以通過觀察進(jìn)行定位。但是，單相接地故障點(diǎn)很多是隱蔽的，甚至是設(shè)備內(nèi)部的，通過肉眼觀察往往無(wú)法取得很好的效果，這時(shí)需要其他技術(shù)手段輔助來完成。

2 分段試送

當(dāng)線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)、用戶較多的情況下，分段試送的成功率相比全線試送要高，且可以通過分段試送縮小故障范圍，優(yōu)先恢復(fù)非故障區(qū)域供電。

案例 2。2018 年 8月 17 日 08∶18∶00，海虞變 127曹福線發(fā)生單相接地故障后，經(jīng)首輪巡線未發(fā)現(xiàn)故障，因曹福線線路較長(zhǎng)、用戶多，全線仔細(xì)巡視耗時(shí)過多，決定對(duì)曹福線進(jìn)行分段試送。曹福線電氣接線簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 海虞變127曹福線電氣結(jié)構(gòu)

步驟如下：

（1）拉開7175開關(guān)，試送成功；

（2）拉開7139開關(guān)，合上7175、7140開關(guān)，試送成功；

（3）初步判斷故障范圍為7139后段范圍內(nèi)；

（4）對(duì)7139后段線路進(jìn)行巡線，發(fā)現(xiàn)#36A15A1～#36A15A2桿有樹枝碰到線路，發(fā)現(xiàn)故障；

（5）排除故障后，全線試送成功。

3 手持式單相接地故障定位儀

單相接地發(fā)生后，根據(jù)相關(guān)規(guī)程允許帶接地運(yùn)行2 h。在經(jīng)過首輪巡線排除斷線情況后，通過分段試送縮小故障范圍。若還無(wú)法發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，則需借助儀器來檢測(cè)。手持式單相接地故障定位儀如圖2所示。

手持式單相接地故障定位儀的基本原理是線路在發(fā)生單相接地時(shí)會(huì)產(chǎn)生零序分量，手持式單相接地故障定位儀通過內(nèi)置線圈捕捉并放大零序分量來判斷是否有接地電流流過線路。

圖2 手持式單相接地故障定位儀

案例 3。2018 年 2月 22 日 20∶29∶56，莫城變 121金星線發(fā)生單相接地故障，經(jīng)多次巡線未發(fā)現(xiàn)異常。搶修人員決定采用手持式單相接地故障定位儀來確定故障點(diǎn)位置。莫城變121金星線電氣簡(jiǎn)圖如圖3所示。

圖3 莫城變121金星線發(fā)生單相接地故障電氣圖

以莫城變121金星線單相接地故障為例，故障點(diǎn)實(shí)際發(fā)生在#68支線，故障原因?yàn)?014開關(guān)內(nèi)部故障引起線路接地，通過常規(guī)巡線根本無(wú)法發(fā)現(xiàn)。調(diào)度強(qiáng)送電開始后，搶修人員分別在#23、#35、#42、#53電桿處采用手持式單相接地定位儀進(jìn)行測(cè)量，均能夠檢測(cè)到故障信號(hào)。但是，在#68桿小號(hào)側(cè)檢測(cè)到了故障信號(hào)，而在#68桿大號(hào)側(cè)未檢測(cè)到故障信號(hào)。因此，搶修人員判定故障點(diǎn)在#68支線。經(jīng)檢測(cè)，故障是柱上負(fù)荷開關(guān)內(nèi)部絕緣擊穿造成的接地。

采用手持式單相接地定位儀，能夠快速、精準(zhǔn)判定故障位置，但是需要在排除斷線的前提下帶接地強(qiáng)送電，存在一定的安全隱患?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員必須做好防護(hù)措施，以防故障點(diǎn)跨步電壓傷人。同時(shí)，這種測(cè)量方法必須排除其他信號(hào)的干擾，若被測(cè)線路附近有高壓線或低壓帶電線路，可能會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4 態(tài)錄波型故障指示器

暫態(tài)錄波型故障指示器是配網(wǎng)近年來采用的一種較先進(jìn)的故障定位方法。原理是通過高精度的零序電壓與零序電流感應(yīng)檢測(cè)元件進(jìn)行檢測(cè)，并通過GPRS精確對(duì)時(shí)。當(dāng)零序電壓發(fā)生突變時(shí)，檢測(cè)零序電流分量，以此作為接地故障選線與判斷故障點(diǎn)的依據(jù)[2]。

案 例 4。2018 年 9 月 6 日 07∶40∶13， 鐵 琴 變 211豐研I回線速切動(dòng)作，重合成功，222鐵庭線速切動(dòng)作重合不成（該案例最終分析結(jié)果為因單相接地故障引發(fā)了不同線路經(jīng)大地相間短路跳閘）。

鐵琴變211豐研I回線只供一家重要用戶，對(duì)供電可靠性要求非常高，一旦發(fā)生故障將帶來重大損失。豐研I回線電氣接線簡(jiǎn)圖如圖4所示。

圖4 豐研I回線電氣接線

從圖4可以看到，豐研I回線#3、#20、#35分別安裝了一組暫態(tài)錄波型故障指示器（SGS）。

故障發(fā)展過程如下。

（1）單相接地故障 2018-09-06 07∶40∶13.702734 鐵琴變電站1段-211豐研I回線35#桿后A相發(fā)生接地故障。豐研I回線零序電壓波形如圖5所示。

圖5 豐研I回線零序電壓波形

（2）不同線路異相經(jīng)地短路 2018-09-06 07∶40∶13.720 546 18 ms后，鐵琴變電站1段另一條線路也發(fā)生接地故障，故障演變?yōu)椴煌€路異相經(jīng)地短路故障，A相短路電流峰值達(dá)到了3 800 A。后調(diào)度通知證實(shí)，同母線的222鐵庭線幾乎同時(shí)發(fā)生跳閘。鐵庭線因未安裝故障指示器，因此未能記錄故障波形。豐研I回線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)零序電流波形，如圖6所示。

（3）211豐研 I回線線路跳閘 2018-09-06 07∶40∶13.784 375 64 ms后，211豐研I回線線路跳閘；

（4）零序電壓恢復(fù)正常 2018-09-06 07∶40∶14.333 593零序電壓恢復(fù)正常；

（5）211豐研 I回線線路合閘 2018-09-06 07∶40∶15.878 281鐵琴變電站1段-211豐研I回線重合閘成功，恢復(fù)供電。

暫態(tài)錄波型故障指示器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完整記錄了故障發(fā)生到恢復(fù)供電的全部變化過程。由此，可判斷故障原因?yàn)橛脩魞?nèi)部故障，A相某處絕緣薄弱造成接地，排除了線路故障，不需安排人員進(jìn)行巡線，也分清了故障責(zé)任。

圖6 豐研I回線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)零序電流波形

5 方法比較

通過案例分析可以看到每種方法在故障定位中的作用，下面將總結(jié)每種方法的優(yōu)劣與適用范圍。

5.1 常規(guī)巡線

優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，適用于絕大部分故障，是查找故障的最基本方法。缺點(diǎn)是耗時(shí)較長(zhǎng)，很難發(fā)現(xiàn)較隱蔽的缺陷，往往也難以發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部缺陷。線路較長(zhǎng)時(shí)，該方法恢復(fù)供電用時(shí)較多，適用于首輪巡線，排除斷線，確保人身安全。通常，它常與其他技術(shù)手段相結(jié)合使用。

5.2 分段試送

可快速判斷故障區(qū)域，縮小故障范圍，優(yōu)先恢復(fù)非故障區(qū)域供電，但無(wú)法精確定位故障點(diǎn)，適用于較長(zhǎng)線路。

5.3 手持式單相接地故障定位儀

可精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)，但需帶接地強(qiáng)送電，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，適用于常規(guī)巡線無(wú)法找出的隱蔽性故障和設(shè)備內(nèi)部故障。

5.4 暫態(tài)錄波型故障指示器

可遠(yuǎn)程精確判定故障區(qū)域，并記錄故障發(fā)生的全過程，有利于故障分析，但只能用于故障發(fā)生前已安裝的線路，且效果取決于安裝的位置與數(shù)量。若普遍應(yīng)用，則投入資金較大。因此，它適用于對(duì)供電可靠性要求特別高的重要用戶，或線路發(fā)生短時(shí)故障后即消失，而巡線等手段無(wú)效，需有針對(duì)性分析故障原因的線路[3]。

6 結(jié) 論

單相接地故障是一種相對(duì)隱蔽的故障。針對(duì)不同情況要采取相應(yīng)措施，才能取得最好的效果。以上論述的4種方法是常熟配網(wǎng)搶修過程中最常用的方法，且在故障定位過程中需相互配合使用，力爭(zhēng)最快定位故障[4]。