基于多点信息的配电线路单相接地故障定位研究

基于多点信息的配电线路单相接地故障定位研究

配网故障问题一直以来都是供电行业关注的大问题，其中单相接地故障为主要的频发故障，影响了配网的安全运转。单相接地故障出现后，如果未能及时高效地定位故障，势必会带来严重的后续危机。文章分析了基于多点信息的配网单相接地故障定位方法。

标签：多点信息；配网线路；单相接地故障；定位方法

配网线路接地故障的原因多发，其中包括配网自身因素，也涵盖外部干扰性因素。然而，从目前来看配网单相接地故障依然属于多发故障，单相接地故障成为影响配网安全运行的主要故障，必须加大对单相接地故障定位的研究力度，采用科学行之有效的方法，及时定位故障，促进故障的高效及时解决。

1 配网单相接地故障定位存在的问题

当前的配网系统性质与功能相对欠缺，无法有效排查单相接地故障，从而影响了整个配网系统的故障排查。同时，低压配网系统一般被设置于野外，面临着较为复杂、恶劣的运行环境，很容易遭受各种外部力量的影响，例如：强雷电、强暴雨、强风等，从而出现了较高的故障率。接地故障出现以后，整个配网系统依然能够携带故障持续工作，但是未发生故障的对地电压会上升，如果不迅速对故障问题进行处理，很容易导致非故障相绝缘受损现象，从而导致相间短路问题，故障问题出现以后，因为配网覆盖范围较大、面积较广，如果单纯依靠传统的方法，实施逐个区段的推拉，或者对各个杆塔逐一实施排查，会耗费大量的人力、时间和财力，而且可能导致过大的停电范围，最终也难以迅速准确地发现故障点。如果故障问题出现在晚间，在没有足够的日照灯光等的帮助下，巡检工作者也很难及时发现故障，故障未能在规定时间内被有效排查，难免会引发更为严重的绝缘破坏、相间短路等问题。

2 配网单相接地故障定位方法

2.1 在线监测法

此方法通常针对于配网系统关键节点的故障监测，通常将监测设备设置于该节点，一旦故障出现，则对应迅速传输故障信息，并将这些故障数据信息进行集中、整理與分析，以此来定位故障。当前，较为流行的故障监测设备包括：FTU自动馈线、故障指示设备等，现实的操作中，两大监测设备都是参照故障点前方或后方的数据信号特点等来定位故障。例如：中压电网系统，通常其流经电流较小，然而，其结构却相对复杂，将更多的监测设备设置其中，实际监测过程中，能收到一定监测效果。然而，这其中也很明显地暴露了其中的弱点，需要各种监测设备的同步支持，大量的数据支撑，这无疑需要更多的资金投入，供电企业具备一定的财力基础。

2.2 信号注入法

配网线路出现接地故障问题后，整个配网系统进入断电模式，此时测试信号发送设备将作出反应，朝着故障系统传输异频信号，此信号带有一定功率，可以利用信号监测设备顺着故障线实施巡检，对应监测到相应的故障信号，一旦发现故障点附近出现异频信号时，此处就为接地故障发生处。该故障定位方法有利于迅速、高效地定位故障，也不会遭到配网结构的干扰，其中故障监测的精准度通常受到异常信号的特征、性质、数量等的影响。信号注入法在故障定位方面体现出一定的优势，体现在无需过高的成本投入，能够达到对配网系统工作模式的有效监控，有利于故障监测成本的控制，对于供电企业来说具有长远的利益。

2.3 故障测距法

有别于前面提到的两种方法，故障测距法也是一种全新的配网线路单相接地故障监测方法。此方法在实际的故障定位过程中具体涵盖以下方法：行波法、故障分析法与阻抗法。根据所选择线路的类别、模型等进行规划，故障测距法具体涵盖两大方法：分布参数模型法，集中参数模型法。

（1）行波法。参照物理学的相关理论，例如：行波理论。配网系统出现故障问题后，工作人员向配网系统中添加特定信息和信号，配网系统中的电流处于流动状态，其注入的信号也将对应运行、流动。行波于测量点、故障点二者之间进行流动、传播，其中需要一定的时长，对应可以计算得出时间差，同时参照行波的传输速度、传输形式等来对应测量得出测量点、故障点二者间的距离，通过这种方法可以辅助维修工作者准确定位故障点。目前，运用行波法进行测距，具体采用，例如：A型测距法、C型行波测距、B型行波测距等。其中A型行波法故障定位具体体现为：凭借故障区域所出现的行波，由于行波从测点到故障点来回一次势必会消耗一定的时间，这其中行波也有一定的传播速度，据此测距，就能对应定位故障点。B型行波法通常依靠故障点出现的行波，抵达线路两侧的具体时间，同时在通讯联系的辅助下来找到故障的位置。C型行波法，则是在故障出现以后，从测距设备传输高压高频信号，同样参照高频脉冲信号往返的时间来找到故障的位置。这其中最重要的是要抓住故障点反射行波波头，然而，由于行波传输过程中伴随着衰变问题，波动难以被有效确认，为故障定位带来难题。

此单相接地故障定位模式具有一定的优势和优点，具体体现在：相对自由灵活，发生故障问题的线路，其电阻、线路构造、电线等都不至于对故障定位造成影响，而且故障监测更为精准，能够有效控制运行成本，目前已经得到了大范围的应用，而且此方法也能达到对配网系统运行模式、运转状态的监督、控制，由于其具有一定的成本优势，通常用在地级市的供电企业。

（2）阻抗法。该方法的故障测距的实际理论依据为：当配网线路属于均匀传输类型的线路时，可以参照故障类别来对应进行计算，能够得出以下结论： 无论哪一类故障，测点与故障点间的距离同故障回路阻抗呈正相关，这样就可以先计算出测点的阻抗，配网线路的单位阻抗，用前者除以后者，最终就能够得出一个数值，从而明确故障点位置。 同其他故障定位法相比，阻抗法体现出低投入、

灵活变通等优势，然而易于遭受内外因素的不良影响，例如：线路负荷、电源参数等。特别是一些多分支配网线路，阻抗法在实际的定位中体现出一定的不足，不能有效排除伪故障点。

2.4 FTU法

所谓的FTU本身属于自动化设备，通常设置于配网终端，该设备同配网一次设备直接联系起来，能够对线路的多项物理性数据、信息等加以收集，并有效控制开关，发挥着对配网系统的自动化控制功能。实际的运行原理为：参照FTU中传输的相关数据信息，根据相关的监测原理来全面、深入地分析、评判这些数据，最终找到故障所在位置。

2.5 故障指示器法

故障指示器法属于一种相对传统的故障定位法，通常适合未能彻底实现自动化的配网系统。具体原理为：将指示器设置于配网线路，具体的布点方位：分支点、进线等部位，配网出现故障问题后，凭借指示器做出的反应，能够明确故障区域，以此来提高故障定位效率，缩短故障排查时间，支持故障问题的尽早解决，实现供电早日恢复。该方法的优势、劣势体现在以下方面：（1）故障指示器体形小、方便运输，而且可以带电配置，出现故障问题时，及时发出指示信息，成为未来故障定位的一大方法，然而，实际操作运行过程中也存在问题。（2）老式故障指示器通讯性能较差，出现故障问题，所提供的指示方法相对老套、单一，例如：亮灯、翻盘，这种都属于本地指示，事实上无法真正定位故障，依然需要维修人员通过分析指示器的实际状态来逐步判断、分析故障的位置。故障指示器在实际的故障定位中发挥了重要作用，然而，实际运行过程中依然存在一定的局限性，有必要深入改革与完善。

3 结束语

单相接地故障成为影响配网安全运行的主要故障，必须加大对单相接地故障定位的研究力度，采用科学行之有效的方法，及时定位故障，促进故障的高效及时解决。

参考文献

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