探析10kV配电线路断线故障检测与定位

赵子豪

（国网陕西汉中西乡供电公司，陕西汉中，723500）

0 引言

配电线路在运行过程中所处环境较为复杂，非常容易受到各种因素的影响而发生断线故障，一旦产生此方面故障就会对整个电网系统造成非常大的影响，无法确保提供稳定、安全的电力供应，所以一定要加强10kV配电线路断线故障的检测和定位方面的分析研究，这对于进一步推动我国电力系统水平提升具有重要的作用。

1 10kV配电线路断线故障原因分析

造成10kV配电线路断线故障的原因较多，总的来说其故障情况如表1所示。

表1 10kV配电线路断线故障原因

1.1 外力破坏所造成的断线故障

随着工程建设数量和规模的增加，容易造成施工区域周边10kV配电线路受到破坏，一旦施工过程中存在大型设备用电功率和电压长期超出额定值的情况，就非常容易造成配电线路某些区域发生问题，从而影响到整个配电网络的正常运行。除此之外，若是工程施工时某些设备操作不规范、不符合标准规定，也会引发周边线路发生断线故障。

1.2 电气原因所造成的断线故障

此方面原因造成的断线故障主要集中在发生短路问题后导线受到较大电流影响而被烧断，也可能受到强烈变化的电场影响而造成绝缘导线断线的情况。

1.3 天气等自然环境的影响

雷电多发区域的配电线路容易发生断线事故，10kV配电线路一旦受到雷击影响就容易在绝缘子区域以及横担处产生放电情况，会产生较大电弧而造成线路断线。

1.4 线路老化的影响

某些配电线路运行时间较长，过于老旧或者瓷横担发生断裂等都容易造成10kV配电线路发生断线故障。

1.5 建设质量的影响

线路建设质量较差、运行管理存在问题等都会造成10kV配电线路发生断线故障。

2 10kV配电线路断线故障的检测

2.1 单相断线故障的检测

在进行单相断线故障检测时，重点关注的是发生故障位置两侧电压变化情况，在实际操作时可以从如下几方面进行重点关注：

第一，虽然电源侧零序电压会有较大下降（约50%），但是断线故障的产生并不会影响到电源侧电压情况，对于线路的正常供电并不会产生较大影响；

第二，要特别注意电压的变化情况是否会受到故障位置变化的影响，一般情况下电源侧电压最大能够上升到正常值的150%，此时故障所在位置另一侧电压会下降到原有电压的50%；

第三，由于负荷侧电压会受到故障情况的直接影响，所以负荷侧相电压会有较大下降（约50%，甚至会下降到0）。同时其零序电压则会增加1.5倍并且电压并不对称，以此一旦线路发生断线故障就无法正常进行供电。

一旦10kV配电线路产生单相的断线故障之后，就会造成线路电流和负序电流方向的相逆，并且负序电流要超过线路电流值，通过此种情况就能够判定配电线路所发生的故障，能够快速、准确的实现断线故障检测。

2.2 多相断线故障的检测

与单相断线故障类似，产生多相断线故障时也会造成电压和电流等改变，可以以此为基础判定线路故障情况。

第一，多相断线故障所引发的电压改变会造成电源侧电压较大上升，但是负荷侧的电压则会有所下降，严重情况则会降低到0。电源侧电压处于对称状态，并不会对配电线路造成影响，而负荷侧电压不同于电源侧，其不存在对称性，会对正常供电造成影响。

第二，若是断线故障发生两次就会造成负序电流降为0，并且发生断线故障前后的电流会有非常大的变化，以此为基础就可以判定线路发生故障的情况。

3 10kV配电线路断线故障的定位

若是配电线路发生断线问题就会引发故障区域周边电压发生较大变化，

不同侧的零序电压变化情况有所差异，因此需要对线路进行准确分区，在每一个节点区域都要设置电压监视设备，或者设置其他方面的监控设备，一旦发生线路故障就会对每一个节点相电压、零序电压等进行及时准确的采集，之后将其及时传到变电站中。一旦发现相邻节点电压变化存在较大差异，就表明这两个节点之间的区域发生了断线故障，可以对故障进行准确的定位，从而采取针对性的措施进行处理。目前智能分布式配电终端FTU及智能分布式FA,集线路保护、测量、控制、监测、通讯、远动等多种功能于一体，具有高度集成、灵活配置等特点对于10kV架空线路上的柱上开关、分段开关、联络开关等一次设备进行控制操作，能够不依赖主站通过馈线自动化终端内部件的数据交换，实现配电网故障定位、故障隔离和自动快速恢复非故障区域供电。常规配电线路故障的定位流程如图1所示。

图1 配电线路故障的定位流程

3.1 单相断线故障的定位

对于10kV配电线路单相断线故障实施定位过程中，需要特别关注如下几方面的内容：一旦发生配电线路断线故障之后，故障所在区域两侧电压值会有一定差异，因此会造成故障位置两侧零序电压的变化也有所不同。对于此种故障进行定位时，首先要按照相应规则对整条线路进行分段，之后在相应节点位置设置动态监测设备，或者在相应位置设置其他类型监控设备。若是出现单相断线故障的情况，相应监测设备就会对电压值的变化进行记录和采集，同时会和所采集的零序电压实施必要的整合，之后会将相应内容上传给变电站。在实际分析时一旦发现相邻节点所采集的相电压或者零序电压变化差异较大，那么就可以判定此区域即为故障区域。在此基础上就可以对此区域实施更加深入的故障排查，从而进一步提升故障定位的准确性。

3.2 多相断线故障的定位

第一，两线断线故障是其中最为重要的故障之一，对此种故障进行分析时最主要的是关注电源侧零序电压变化情况，同时也要分析另一相电压取值下降的问题。产生此方面故障时会引发电源侧零序电压的较大增加，最大会上升到故障产生之前的相位电压值（一般情况下负荷侧以及电源侧TV开口的三角电压都在100V之下）。一旦发生配电线路末端断线的情况，那么电源侧TV开口三角电压就会下降到0，而负荷侧电压则会达到近100V。若是开断产生断线故障，那么所产生的现象则和以上情况相反，以此就可以对断线故障进行准确定位。

第二，若是发生三相断线故障，在对其实施定位过程中最主要的是判定电源侧相电压情况，要明确其电压变化的情况，并且要进一步判定相电压值情况，和故障之前值进行对比。而负荷侧相电压则会下降到零，从而引发零序电压的降低（也容易降到0），对于此种情况来说，可对故障区域两边电压进行检测，以此来进行故障具体定位。

除了以上所提到的配电线路断线故障定位方式之外，也可以采取“粗定位”以及“精准定位”等方式来确定故障具体位置。所谓的“粗定位”主要就是通过配电线路故障电源辅助进行故障点的定位，在实际操作时主要是通过定位电源来对故障点施加高压脉冲电流，一定时间后暂停施加高压脉冲电流并检查电缆沟板内的情况，若是找到发生损坏的保护层就表明此处为故障所在位置；所谓的“精准定位”主要就是指通过绝缘电阻表来辅助进行故障定位，在实际操作时先要初步判定故障点，之后切断所在区电缆并且在两侧通过电源电阻实施测量，对线路终端绝缘电阻进行测量，一旦存在数值为0的情况就表示该位置的线路产生了故障。

4 结束语

10kV配电线路断线故障的检测和定位是非常重要的，直接影响着整个电力供应的稳定性和可靠性。本文主要从单相断线故障检测和定位、多相断线故障检测和定位等方面阐述了配电线路断线故障检测和定位等方面的内容，能够进一步增强断线故障检测和定位的准确性以及可靠性，一旦发生断线故障能够及时检测和定位，从而为故障有效排除做好准备，对进一步提升电力系统运行稳定性以及可靠性具有现实意义。