接地故障指示仪在配网系统中的应用

黎勇斌

（广西电网公司宾阳供电公司，广西 南宁 530400）

1 接地故障指示仪概述

在日常生活中，跳闸、停电等配网故障时有发生，影响企业的生产活动和居民的日常生活，所以，需要找到科学的方法来提高供电的可靠性。接地故障指示仪是一种安装在架空线路上、电力电缆及开关柜母线排上的用来指示配网故障的装置。当配网发生故障时，线路检查人员可以借助指示仪的报警显示，迅速地确定故障区段，并找出故障发生点，具有识别短路和接地故障的功能。接地故障指示仪的使用，可提高配网故障的查找速度，有效减少线路检修的时间和停电的时间，减轻线路维护人员的工作强度，提高用户用电的质量和供电企业供电的可靠性。

事实上，供电企业会配备一个故障定位系统，这个系统就是为查找和解决配网故障而服务的。故障定位系统一般由接地故障指示仪和信号源共同组成。接地故障指示仪安装在架空线路上、电力电缆及开关柜母线排上，当发生单相接地故障或者相间短路故障时，接地故障指示仪检测到信号源的特殊信号后会转变为红色指示，如果接地故障指示仪指示灯为红色就代表故障发生在该线路段或线路分支。信号源是安装在变电站的，能够实时监控中性点的电压，当有区域发生单相接地故障或者短路故障时，它会通过母线向各条馈线注入特殊的纯电阻的低频信号，该信号会流过接地点和系统母线之间构成的回路被接地故障指示仪检测到，这样就可以判断配网故障的发生点了。信号源的接线原理如图1所示。

图1 信号源接线示意图

2 配网故障的类型及故障查找的难点

配网故障的类型主要包括单相接地故障和短路故障2大类。10kV（35 kV）小电流接地系统单相接地故障是配电系统中常见的故障，大多在潮湿、多雨的天气下发生，造成的原因是树障、配电线路上的绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等。单相接地故障不仅会影响用户的正常用电，还有可能会产生过压，使用户的电器烧毁，还有可能会引起相间短路，使事故扩大；短路故障是指一相或多相载流导体接地或不通过负荷互相接触，由于此时故障点的阻抗很小，致使电流瞬时升高，短路点以前的电压下降，对电力系统的安全运行极为不利。在三相系统中，短路故障又可分成三相短路、两相短路、单相短路、单相接地短路、两相接地短路等多种。当电路发生短路时，会使导体温度迅速升高，绝缘破坏，甚至使导体发红，熔化，导致设备损坏。高压电网的短路故障可引起电网瓦解。短路产生的电弧、火花可引发火灾、爆炸、电伤等恶性事故。所以，配网故障可能会造成较大的恶性事故，危及电力用户的生命财产安全。

电力系统是非常庞大的，配网线路繁杂，覆盖范围非常广，所以，一旦发生配网故障，供电企业往往要动用大量人力花费较长时间来查找故障点，这样既给线路、设备的安全运行带来了隐患，也影响了供电的可靠性。目前，我国城乡的配电网络主要以10kV配电网络为主，除了个别发达地区采取“手拉手”的供电方式，其余大部分地区采用的仍然是单辐射树状方式供电，这种方式的供电可靠性较差，已难以满足用户现阶段的需求。城乡配电网络具有供电区域广、地形比较复杂、负荷较分散、线路分支多等特点，每条馈线上都装有负荷开关，当复杂的配电网某一个地方发生故障时，就会启动馈线保护动作，开关断开，供电中断。所以，为了减少中断供电的时间，缩减停电的范围，需要及时准确地查找出配网故障发生点并采取合理的办法予以消除，恢复供电。在过去很长的一段时间里，查找配网故障采用的是人工巡视的方法，当配网故障发生时，巡视人员需要克服天气条件和地形条件，这给巡视人员查找配网故障带来了很大的困扰，对于一些很容易处理的配网故障往往都需要花费较长的时间来查找，所以，需要借助一种设备来帮助巡视人员及时准确地查找配网故障，而接地故障指示仪就是这样一种装置。

3 接地故障指示仪在配电系统中的应用

通过上述分析，我们不难发现，接地故障指示仪对于配电系统查找配网故障具有非常重要的作用。其在电力系统中的应用范围也非常广泛，不仅能安装在架空线路上，还能安装在电力电缆及开关柜母线排上。接地故障指示仪通过与信号源构成故障定位系统就能对配网系统进行全方位的监控。本文主要针对接地故障指示仪在配电网络中的应用进行研究。

对于接地故障指示仪在配电网络中的应用，可以从布点技术要求、安装技术标准及注意事项、发生故障后检修人员查找故障的方法3方面进行分析。

3.1 布点技术要求

从布点技术要求方面来说，接地故障指示仪的布点位置要尽量覆盖整个配电网络，设定一段距离，隔特定的距离安装一个，各分支线T接点都要安装，但布点位置不能紧挨着，不然就浪费了资源，也不能隔得太远，因为太远的话，区段内查找故障点又成了难题了，需要供电企业依据配网的现状进行合理规划，以达到最佳的效果。

3.2 安装技术标准及注意事项

从接地故障指示仪的安装技术标准及注意事项方面来说，在安装之前，要确定接地故障指示仪本身没有问题，需要对其参数进行设定，要对其动作后复归时间和动作值进行合理的设定。可以直接安装在箱式变、电缆分支箱、各种环网柜、变电所进出线和馈线分支处（架空线或电缆）上面；安装在变电站的出口处，可以判断是站内故障还是站外故障；安装在高压柜或电缆分支箱上面，可以指示故障线路；安装在用户专用设备高压引落线处，可以判断故障是否由用户的原因引起；安装在架空和电缆线路连接处，可以判断故障是否发生在电缆段；安装在长线路的中段和分支处，可以判断故障线路或故障分支。安装的时候要使用专用安装工具。同时，还需要对其进行外在的保护，防止其被轻易损坏。特别要注意按照厂家给定的安装标准进行安装，明确TA和光纤的安装方法，采用无需外接电源的指示器，加强验收管理。接地故障指示仪在线路安装的地点越多，故障定位区域就越小，查找故障点所用的时间就越短。

3.3 发生故障后检修人员查找故障的方法

当发生配网故障后，信号源对接地故障指示仪发出信号，确定故障区段，因为接地故障指示仪采用的是特殊设计的光学系统，发生短路时闪烁红光，发生接地时闪烁绿光，晚上查找故障巡线时，在300m范围内能准确发现故障报警位置。当配电系统发生故障时，在无电流和电压的情况下，按设定的时间自动复位，并能在下一次送电时自动复归到正常状态，所以检修人员就可以根据接地故障指示仪闪烁的灯光来快速判断线路的故障区段，大大缩短了故障查处时间、减少了工作量。

4 结语

接地故障指示仪对于快速查找配网故障具有重要的意义。本文对接地故障指示仪进行了介绍，研究了配网故障的类型和查找的难点，针对接地故障指示仪在配网改造中的应用进行了分析，为提高电网的供电质量提供了有效的帮助。

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