配变低压出线带电识别仪的研制

罗文杰 梁国斌 温伟建

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

近年来，随着我国国民经济持续快速发展，电力市场需求越来越大，城市住宅小区对配变低压出线的要求不断提高，低压电缆、隐蔽导线在住宅小区的需求逐年递增。然而，配变的低压出线少则三四路，多则十几路，由于历史遗留原因和配变低压台区改造原因等，低压出线识别不够准确。在以往的低压停电工作中曾发生过低压分开关已断开，但工作地点仍带电的情况，究其原因，即配变低压出线识别错误，导致低压分开关供至范围的标识也出错。因为配变的低压分开关供至范围不清晰或不准确将给日后的运行维护、应急抢修等工作留下一定的安全隐患，且配变的低压出线大部分都通过地埋或隐蔽通道敷设，无法准确核查，故研制了配变低压出线带电识别仪，能够在线路带电的情况下准确识别导线。

1 低压设备运行现状

低压电力电缆是电力系统最低电压等级的电缆设备，线路布满楼宇之间，甚至巷井之内，而前期建设的大部分低压电力电缆缺乏定位数据的支撑，维护难度可见一斑，这也造成了该设备管理水平与电力电缆标准化管理差距较大，具体表现如下：

（1）设备出线电缆出线端和远端终端挂牌不一致及挂牌缺失的情况比例高，运行人员靠设备标识找错线或找不着线的情况时有发生。

（2）电缆现场标识损坏、缺失的情况比例高。由于道路施工及修整等原因，现场电缆标识缺失情况非常严重，甚至运行人员即使根据电缆设备路径图也分辨不清出线情况。

当前，配网方面10 kV基本实现了自动控制系统的安装（安装了PTU及DTU自动化设备），这为运行人员更迅速地判断线路的故障类型与故障地点，以及后续隔离故障和组织抢修提供了充足的时间。然而，相对于10 kV的智能化，0.4 kV显得有点薄弱，运行人员欠缺自动化数据的支撑，需要依靠人工巡视或群众反映来判断故障。而现阶段要按照10 kV的模式管理0.4 kV，以笔者之见较难实现，因为对所有低压电缆进行标识定位成本过高，且并网线错综复杂，地面标识难以辨别；安装自动化的故障定位器也不大可能，因为效果不明显。

2 低压线路识别的方法及其弊端

根据以往的经验，核查识别配变低压出线的方法一般有三种，第一、二种方法是在线路带电的情况下识别，第三种方法是在线路停电的情况下识别。

第一种方法（导线线径及颜色识别法）：通过导线线径的粗细及导线颜色来识别，导线线径和颜色相同，则视为同一条导线。

第二种方法（导线首末端等电流法）：使用两个电流钳表分别在导线首段与末端同时测量电流，若电流相等，则视为同一导线。

第三种方法：停电检测，先把线路停电，然后将线路一端短路，再在线路另一端用万用表测量，若电阻值接近0 Ω，则视为同一导线。

然而，上述三种方法皆存在弊端，不能完全准确核查导线的供至范围。

第一种导线线径及颜色识别法存在的弊端：当配变出线全部或部分线径及颜色相同时，则无法识别是否为同一导线；或导线存在驳接，且驳接导线颜色不一样，也会导致识别错误。

第二种导线首末端等电流法存在的弊端：只有当两条导线的电流相差比较悬殊时才能识别，当两条导线的电流相近时，其电流钳表的读数也接近，无法准确识别导线；而且在实际用电中，负荷是不断变化的，也不便于识别导线；即使在电流基本稳定的情况下，电流钳表的读数也在不断变化，同样不利于识别导线。

第三种方法必须在线路停电的情况下进行，显然，这种方法的效率极低。仅仅为了识别导线而停电肯定是不行的，那只有等到台区计划停电时才能开展导线识别。但到了那个时候，线路可能又发生异动了。

因此，我们研制了配变低压出线带电识别仪，能够在线路带电的情况下准确识别导线。

3 配变低压出线带电识别仪工作原理

配变低压出线带电识别仪基于同一电路回路上的电流处处相等，且同一回路电流的变化不会影响到其他回路的原理实现出线带电识别。具体操作如下：使待识别的回路上流过具有一定特征的电流，然后在导线首端检测其是否存在这个特征电流，若存在，则可确定被检测的导线与流过特征电流的导线为同一导线。

配变低压出线带电识别仪分别由信号发射机和信号接收机组成，如图1所示。

信号发射机负责在线路末端产生特征电流，其原理如下：在线路末端接上一个纯电阻“负载”，该“负载”使回路产生大约1 A的电流，“负载开关单元”负责“负载”的开与关，而“开关驱动单元”根据“信号发生单元”发来的高频信号，控制“负载开关单元”按照高频信号的频率进行开与关，由此使回路上产生的1 A电流带上了该高频信号的特征。

信号接收机负责在线路首端检测线路是否存在具备上述高频信号特征的电流，若能检测出上述电流，说明接入高频电流信号端（线路末端）与检测高频电流信号端（线路首端）为同一导线；反之，则说明接入高频电流信号端（线路末端）与检测高频电流信号端（线路首端）非同一导线。

图1 信号发射部分及信号接收部分工作原理简图

信号接收机工作原理：由“信号采集单元”采集导线上的电流信号，并将其送至“信号放大单元”，“信号放大单元”将信号放大后送至“滤波单元”进行过滤，只有与信号发射机发射频率相同的信号才能通过“滤波单元”，过滤后的信号被送至“信号识别单元”进行识别，若“信号识别单元”能识别出高频信号，则说明该线路存在信号发射机发射出来的信号，即信号发射机接入端（线路末端）与信号接收机检测端（线路首端）为同一导线。

4 如何保证配变低压出线带电识别仪的准确率

要保证识别率准确，关键在于防止发射的信号被干扰，而电力线路中的谐波对发射信号的干扰最大，电力谐波主要集中在基频到50次之间，少数谐波在100次以内，即谐波频率介于50 Hz～5 kHz之间。

为了避免发射的信号与电力线路可能出现的谐波同频，发射机设置了三种不断交替循环的高频脉冲信号，即使其中一种或两种高频脉冲信号被影响，还有第三种高频脉冲信号可以正常工作，而三种高频信号都被谐波影响的概率只有百万分之一。同时，为避免这百万分之一概率的出现，把发射高频脉冲信号的频率设置高于100次谐波，即设置信号发射的频率大于5 kHz。

5 结语

目前，低压电网的改造还不太完善，低压数据图纸资料缺失，部分低压用户在线路上随意接入电源，并未考虑三相负荷分配情况及开关控制区域；同时，当前开展了用户资产接收，这些用户资产多为小区前期自主开发，一路开关控制不同楼宇或公共用电、照明的情况较为普遍，且缺少资料支撑，这就给运行人员日后维护增添了不少困难，也带来了安全隐患。因而面对新形势，有必要合理采取新技术、新手段来提高电力系统运行质量，更多地应用带电测试仪器，来提高供电可靠性及工作效率。