10kV配电线路的接地故障及快速定位方法研究

翟永康

摘要：目前，人们对10kV配电系统运行质量的要求有所提高，如果发生接地故障工作人員应该及时进行定位、处理，减少停电带来的经济损失。对此，笔者对10kV配电线路接地故障及其原因进行分析，并阐述当前10kV配电线路接地故障快速定位方法、选择方式，以期为相关人员提供参考，实现对10kV配电线路接地故障的准确定位，提高10kV配电系统运行的稳定性。

关键词：10kV配电线路  接地故障  故障定位

我国10kV配电系统多采用小电流接地系统。然而，小电流接地系统的缺点是发生单相接地故障时，故障电流较小，增加了单相接地线路的判断和故障点的定位难度。据统计，我国配电10kV线路中85%的故障是由小电流接地系统的单相接地引起的，包括暂态和永久性故障。为了保证配电系统的供电可靠性，需分析单相接地故障类型和原因，对接地线路进行识别，对故障区域和故障点进行定位。只有实现10kV线路的快速定位和故障自动隔离，才能缩短故障区域的停电时间，快速恢复非故障区域的供电。

1. 10kV 配电线路接地故障概述

根据统计，该种系统在一年内发生故障的次数达 24 次，单相故障接地的比例为百分之三十。研究表明，10kV 配电线路中发生单相接地故障概率高达百分之八十五。在 10kV 配电线路中，架空线路发生该种故障的可能性更大，因为架空线路长期暴露于室外，受到恶劣天气环境的影响较大，所以更容易发生单相接地故障。单相接地故障的短路故障电流并不大，如果发生的故障为暂态性故障，那么 10kV 线路的三相电压将会保持对称，对相关的供电影响不大，能够接着运行一个小时左右，如果不及时处理该种故障，就会使得故障相对地的电压升高，形成非故障地段的绝缘破坏，从而使各相间发生短路。如果 10kV 配电线路所发生的故障为永久性接地故障，那么所产生的故障电流时间就会相对较长，从而影响了变压器与配电网的安全，综上所述，一旦 10kV 配电线路发生故障时，必须实现快速定位与故障解决，进而确保高压设备的安全与供电的稳定。

2. 10kV配电线路接地故障原因

引起单相故障接地的因素有很多，且故障电流较小、持续时间较短，增加了运维人员对接地线路的判断和故障点定位的难度。如何快速查找到故障点并及时处理，是单相接地故障发生后急需解决的问题。根据实际调研情况，本文对接地故障原因进行了分析。

2.1自然因素

自然因素主要是指天气变化的影响，如大风、雨雪、雷雨等。当出现大风天气时，发生单相接地故障的机率较大，可能导致10kV配电线路出现断线、倒杆、树木对线路放电等;当出现大的雨雪天气时，可能会因气温突然降低而出现瓷瓶、导线断裂等;出现雷雨天气时，可能会造成配电变压器高压绕组单相绝缘击穿、避雷器或熔断器绝缘击穿，导线上的分支熔断器绝缘击穿、绝缘子击穿，配电变压器高压绕组单相接地等。

2.2外力因素

外力作用破坏，主要是指人为破坏问题。许多配电线路都是沿道路进行布设的，在道路施工过程中，容易导致地下电缆或电杆受到破坏，进而引发接地故障。随着城市化进程的不断加快，市政施工项目越来越越多，因外力作用破坏引起的线路接地故障几率也有所上升。此外，也存在人为恶意破坏、偷盗电缆设备等现象，都会引发接地故障问题。

2.3设备因素

由于线路的老化以及设备产生故障所造成的配电线路故障，设备的故障所指的是绝缘子被击穿等等。随着使用时间的增加，设备的绝缘层发生破坏，导电性增强可能会使设备发生损坏进而影响设备的安全使用。

2.4设计缺陷

设计初期未考虑用电负荷分配问题，导致用电负荷和电源点分布不均衡，致使线路长时间处于过载运行状态，从而导致线路发热、烧断等，缩短了线路的使用寿命。

3. 10kV配电线路接地故障快速定位方法

在10kV配电线路接地故障的快速定位中，存在很多的技术与方法，主要包含：

3.1人工法

当10kV配电线路发生接地故障以后，没有可以采用的辅助定位方式，基本上会采用人工法进行故障定位，这种方式就是人工巡线。具体来说，根据故障指示器所显示的动作位置，工作人员对接地故障的位置进行判断，不过在现阶段的工作中，因为10kV配电系统的规模在不断增加，其中所包含的分支线路越来越多，加之该企业采用小电流接地系统，所以发生故障时指示器不能及时做出动作，影响定位的快速性、准确性，使得该方法逐渐被淘汰。

3.2阻抗法

该种方法的优点在于涉及的原理简单，所需资金较少，其缺点在于定位的准确度较低，还需要中电阻的投切设备;当故障电流增大时，会对熄弧造成影响，同时该种方法对于间歇性以及瞬时性的接地时无法进行检测的。

3.3信号注入法

该种方法的原理是当 10kV 配电线路发生故障后，选用专用设备在母线的电压互感器上注入具有特性的电流信号，然后对线路进行检测，通过信号的流通来选线，当检测到信号消失时，那么该点就是接地点。

3.4行波法

如果10kV配电线路发生接地故障以后，会出现行波现象，而行波法即对线路中的行波进行检测，通过检测设备、故障点之间行波往返的时间，对具体的故障位置进行判断。

3.5故障的在线监测系统

该种方法主要应用于 10kV 的电网中，极大程度上改变了传统的检测方式。该方法的应用主要分为三步，第一，对故障定位装置进行安装，通常安装在变电站的出线端，以便能够对电路运行的情况进行了解，对发生故障的位置进行精准的定位。第二，将故障定位设备安装于用户设备附近，通过该种操作，可以对线路发生故障的原因进行很好的判断，来确定故障是由何方产生。第三，将故障定位系统安装与分线路以及电缆运维中，当故障发生时，能够对所发生故障的线路进行精准判断，减少相关工作人员的维修难度，进而提高整个线路运行的效率。

4. 各种方法的优缺点

上述各种方法的优缺点十分明显，本文就此进行分析。（1）人工法：该种方法的优点在于成本十分低，所涉及的原理简单易懂，其缺点在于定位不准确以及定位十分困难，同时所需的劳动力较多，耗费时间较长，对于当前快速发展的 10kV 配电线路不匹配。（2）阻抗法：不仅原理简单还不需要资金，但是定位的准确性较低。（3）信号注入法：该种方法的优点在于所涉及的原理简单，能够精准进行故障的定位，其缺点是需要安装相关的注入设备，需要投入大量的资金进行购买，同时存在间歇性，当所选接地的电阻较大时并不可靠而且若发生瞬时性的故障，该种方法是无法检测出来的。（4）行波法：该种方法的优点在于对故障的判断比较准确，所需要的原理也并不复杂，同时不会受到线路类型以及电阻的影响。其缺点在于通常会受到诸多因素的影响。（5）在线监测系统：对系统实时监控可以及时获取系统该状态，保证定位的准确性，但是对工作人员的能力要求较高。在选择过程中，不宜采用成本消耗较高的定位方法，同时工作人员的能力有待提升，所以将信号注入法、在线监测系统排除。为了实现对10kV配电线路接地故障的快速定位，电力企业可以采用阻抗法、行波法的方式进行分析，在保证最终效果准确性的同时，还不需要较大的资金投资，工作人员可以轻松确定故障的位置，并及时进行故障处理，提高电力系统运行的稳定性。

5.结语

综上所述，10kV配电线路接地故障的原因有很多，不同因素所产生的故障位置存在差异，要想实现快速定位就应合理选择定位方法。在实际应用过程中，工作人员需要結合实际情况，对不同故障快速定位方式进行比较、选择，以此来保证定位当时的合理性，提高10kV配电线路接地故障定位的准确性、高效性，为检修工作提供可靠的依据。因此，结合该文分析发现，文中所提及的几种10kV配电线路接故障快速定位方式，具有较强的可行性。

参考文献

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