10 kV 配电线路的接地故障及快速定位方法

孟庆品，郭 晋

（国网陕西省电力有限公司西咸新区供电公司，陕西 西咸新区 712000）

0 引 言

目前，10 kV 配电线路接地故障诊断控制以及快速定位的过程中，工作人员和技术人员需采取行之有效的管理方法与控制措施，优化现有的控制结构和控制模型，完善当前的控制管理体系，实现对故障问题的快速定位和快速处理。因此，文章研究了10 kV 配电线路的接地故障及快速定位方法。

1 10 kV 配电线路接地故障

10 kV 配电线路出现接地故障的概率相对较高，且极易受到天气状况等外在因素的影响。目前，大部分10 kV 配电线路采用小电流系统，出现接地故障时几乎不会对供电系统产生过于严重的影响。然而，久而久之也会出现相应的跳闸隐患。尽管相关隐患问题不会带来严重恶劣的影响，但是如果管理控制不及时，则会出现一系列的系统性问题，如线路短路情况。同时，10 kV 配电线路如果存在接地故障，则会严重威胁变压器的工作安全，该情况下需要整改10 kV 配电线路。此外，接地故障概率会随着相关线路规划设施的改变发生相应的变化。具体而言，大部分线路设施以架空线路为核心，且暴露在室外，直接受气候等外在因素的影响，从而导致其发生接地故障的概率极为不稳定。因此，在对相关故障进行管理、评价、分析以及控制的过程中，存在较为复杂的管理指标，需做好系统性分析评价，才能够实时高效地判断故障问题[1]。

2 影响线路接地故障的因素

导致10 kV 配电线路接地故障的因素相对较多且复杂，具体如下：（1）在遇到雷电、大风、冰雹以及雨雪等极端气候环境时，若出现断杆、断线以及变压器被烧毁的情况，则容易出现接地故障；（2）当相关配电线路系统遭受外力损坏，会出现一系列的接地故障隐患问题，如大部分配电线路铺设在道路周边的区域，铺设过程中极易出现损坏电缆的情况，进而导致接地故障出现；（3）部分人为损坏盗窃等相关行为会影响配电线路的完整性，进而引发一系列的接地故障问题；（4）10 kV 配电线路自身因素，如相关配电设备存在故障问题；（5）当相关系统的绝缘性能受到影响时，会导致配电线路的使用寿命降低，同时极易引发相应的接地故障；（6）10 kV 配电线路的设计如果不够完善、彻底、细致，未能科学合理地分配电力运载，则导致电荷无法被平均分配。这种情况下，相关线路在运行环节极易出现线路温度过高而熔断的情况，进而引发相应的接地故障[2,3]。

3 10 kV 配电线路接地故障快速定位的方法

3.1 人工定位法

目前，人工定位法在接地故障管理控制过程中的使用较为常见。由于10 kV 配电线路的接地故障类型复杂多样，管理控制过程中如果缺失相应的辅助工具和辅助手段，则可以采用人工定位的措施，做到快速锁定管控故障问题。人工定位通常需要结合巡检和巡查进行来回执法管控，沿着线路周边进行巡视、评估、分析工作，对相关故障发生点位进行有效排查、诊断、控制以及处理。该过程中，工作人员可结合相应的跟踪仪，有效排查和管控故障问题，但是针对部分小电流系统的接地故障排查管理控制，则存在相应的检测盲区，因此人工检测存在较大不足。随着新时期自动化和智能化技术的发展，人工定位检测逐渐被取代。

3.2 阻抗定位法

阻抗定位法的实践应用较为常见，其主要是在线路出现接地故障隐患问题时，结合相应的消弧线圈，加入电阻进行相应的测验、分析、评定。出现接地故障时，相关零序电流和功率均会出现相应的波动，因此可通过高效检测、评定、分析功率变化，进行阻抗计算，从而有效辨别、分析、定位故障点位。

定位过程中，工作人员需结合相应的人工智能系统，锁定相关接地故障的大致范围，在特定的区域采取阻抗定位法精确定位管控故障问题。因此，该定位方法需要通过前期的模糊分析和模糊定位找准大概方向，再通过精确定位，找出接地故障问题。例如，可利用相应的人工神经网络技术，在故障分类以及接地故障管理过程中，可做到科学化和高效化地模糊分析控制故障线路，结合10 个独立的神经网络单元，有效分析和评价配电线路中的接地故障类型。同时，利用模糊神经元替代传统的神经元，结合网络训练和网络学习，对大量接地故障数据作出更加专项细致的分析。该方法能够快速识别故障问题，其准确率相对较高。该方法可以数字化转变编码配电线路数据，利用相应的载波通信信号，将相关数字资料传递到总部，对数据信息进行解码处理，再通过反向传播算法，结合神经网络训练，获取故障信息。该方法可为相关线路故障定位以及接地故障管控提供科学和高效的参照依据，提高管理控制水平[4]。

3.3 信号定位法

信号定位法主要是借助相应的信息信号来完成对相关故障问题的定位管控。工作人员在该环节须做好对整个专用线路系统各类互感信号的植入管控，结合电压互感线，输入特定频率的电流，可有效锁定故障隐患问题。同时，结合相关电流干预，工作人员在排查过程中可评估相关电流互感线的线路电流流通是否通畅：如果存在不通畅的情况，则意味着相关区域存在相应的故障点；如果在电流流过某个区域时消失且无法被检测，则意味着相关区域存在接地故障问题。

故障分析过程中，配电线的故障定位以及接地故障管控主要是对各类电源信号（如电流和电压）进行有效采集、收集、控制以及分析。定位管控过程中，需要借助相应的传感器单元高效控制相关信息资源，可以利用电流互感器和电压互感器，提高管理控制品质，但是其误差较大，从而失去了实际的定位意义。传统的信号定位法检测误差相对较大，其结果不够精确与合理，因此可以将电压互感器和电容配合相应的行波信号来完成定位控制。例如，结合特殊电压传感器系统，捕获故障点的高频暂态信号，有效整合和使用各项数据信息，进而有效提升电力系统的安全性。

3.4 行波定位法

对行波定位法的实践应用相对较为少见，其使用空间范围也受到一定的限制和影响。工作人员在检测线路系统的过程中，通常结合相应的行波来进行数据观测和评定分析，通过计算行波来回波动的时间，判断接地故障点位。行波定位法在传统故障诊断检测过程中的使用较为常见，在对传统接地故障进行评定分析的过程中，须结合相应的物理模型和数学模型，对行波定位法检测过程中所收集的数据信息，如回馈时间等进行有效分析计算。但是，该方法的相关时间参数极易受到干扰影响，因此只能大致定位出相关故障的位置，不能做到精确定位管控。

利用该方法检测接地故障位置，需利用高速数据采集技术，在定位管控过程中做好科学有效的分析控制。同时，工作人员需重点关注故障行波与光束之间的时间差，结合高频率的数据信息，做好科学高效的定位控制。此外，适当提高数据采集频率，可以将误差有效控制在合理范围，实现精确定位。目前，国内在行波采集管理控制过程中，5 ～20 MHz 的数据采集频率可满足基本的定位需求，而国外先进电网企业结合100 ～200 MHz 来采集和控制数据，可使得故障定位更加精确可靠。高速数据采集技术相对较为复杂，需利用相应的高速数字芯片、储存设备以及通信设备控制信息流通，有效管控模拟通道以及相关设备之间的兼容问题。同时，需要重点考虑数据采集过程中的电磁干扰，从而进一步解决相关问题[5]。

3.5 在线核查系统定位法

电力企业在10 kV 配电线路接地故障管理控制过程中，基于人工智能系统和大数据系统，并结合相关核查定位系统，工作人员可完成对整个故障问题的高效判断控制。利用该方位检测接地故障位置，工作人员需要植入对应的专业故障点定位检测分析系统，利用相关系统记录、整理、分析数据信息。同时，需在设备周边植入相应的核查设备，做到第一时间精确定位管控故障源。该过程中，工程师以及技术人员需要采取分段和分线植入定位装置的措施，有效识别管控故障点位。虽然此类定位方式具备较为高昂的本成，但是能够极大提高工作人员的作业效率。此外，只有保证各类设备、设施以及系统的有效配合使用，才能够提高定位效率。

因此，借助在线核查系统定位法能够高效地检测、诊断、分析以及控制整个工程线路，可大幅度降低维修难度，同时其定位点较为精确。但是，该方法在前期的投入较大，企业须安排专业技术团队完成体系化分析和精益化处理，从而提高诊断管理水平。

4 10 kV 线路接地故障处理对策分析

4.1 接地故障处理措施

完成对故障问题的定位分析后，需要采取行之有效的控制措施，实现对故障问题的高效管控。该过程中，须采取分级管理办法，采取差异化的管控措施，科学高效划分总进线、主干线以及各分支线路的级别，并根据相应的等级，选取合适的漏电保护装置，结合定向化的保护措施，保证接地线路和输电配电线路的故障能够得到有效处理管控。同时，须保证低压输配电线路的连接安全可靠，有效防范出现电弧的情况。此外，工作人员应当高效利用残留电流，有效保护接地线路，并有效分析评定三相负载的矢量电流，防止其中2 相电流的矢量和变为0，从而高效管控残余电源电路动作，进而有效控制接地线路。

4.2 传统经验判断处理方法

基于传统经验判断和管理控制线路接地故障时，调度人员和工作人员应当更加细致和全面地分析、判断、评估接地线路的结构。诊断故障问题的过程中，工作人员和运维人员需根据自身的工作经验来高效识别管控故障点位，同时需要及时通知相关调度人员来完成电力输送管控。该方法存在的工作难点是，电力企业需要做好细致的维护管理，实现对各项信息资料的动态管控，体系化、精细化、高效化地分析线路接地故障。

4.3 故障预测方法

通过定期对10 kV 线路进行巡检和巡查控制，测量管控导线连接处的温度，不仅要保证其数值在合理的范围内和相关变压器的运行环境满足对应的规范标准，而且要保证相关线路的安装正确、合理、可靠，从而提升整个线路的综合管控水平。工作人员需定期、定时、定点检测相关线路设备，结合必要的预防性测验，有效测试配网中的开关、变压器以及避雷针系统等，有效检测分析其中不合格的设备并及时更换或修理。同时，该过程中需要科学有效地分析调研，快速锁定故障范围和事发点，做到精确高效定位故障，减少故障带来的负面影响。此外，工作人员应当有效分析三相导线的故障，高效科学地管控故障，并体系化监管系统供电问题。

4.4 提高人员的专业技能水平

10 kV 线路接地故障的检修定位工作包含较多的专业知识理论，相关工作人员和管理人员需具备坚实的知识理论基础，才能够高效判断、识别、控制相关故障问题。新时期，电力企业须加大对工作人员的教育培养力度，提高相关作业人员的专业素养以及专业技能水平，使其能够做到科学处理接地故障，提高故障处理水平和效率。同时，工作人员应当做到体系化和差异化分析故障源，进而有效识别判断故障位置，为此电力企业需建立起成熟完善的故障控制结构和控制模型，帮助工作人员提高故障处理水平。

5 结 论

在对10 kV 配电线路接地故障进行快速定位与管控的过程中，工作人员需参照各项工程管理指标，高效把控现有的控制体系和控制流程。同时，结合多项工具和手段，建立起信息化控制结构，从而在故障定位管理过程中，做到实时高效地分析判断故障位置，并结合科学合理的管理方法，提高整个系统结构的综合运行管理水平。此外，技术人员和管理人员应当做好专项判断和模糊分析，结合大数据系统和人工智能系统，提高检测管理水平。