接地故障指示器的10kV线路接地故障的判断与分析研究

甄雄辉（广东电网有限责任公司江门开平供电局，广东 开平 529300）

接地故障指示器的10kV线路接地故障的判断与分析研究

甄雄辉
（广东电网有限责任公司江门开平供电局，广东 开平 529300）

摘 要：10kV电力线路由于受到来自于内外各种因素的影响，常发生故障问题，为了有效排查并解除故障，就要打破传统的故障排查模式，寻找新的、科学途径。接地故障指示器作为一种新型的故障排查设备，能够及时高效地定位电力线路故障点，从而及时排除故障。本文首先简单说明了接地故障指示器的工作原理，然后分析了其安装位置与安装方式，最后探究了其在10kV线路接地故障判断中的应用。

关键词：接地故障指示器；10kV线路；接地故障；判断；分析

由于传统的接地保护设备对于线路故障判断准确率较差，同时无法精准定位故障区域，会延长故障问题的查找和处理时间，影响整条配电线路的恢复供电时间，因此，有必要引入接地故障指示器，发挥其精准定位故障的功能，提高故障判断精准度，从而维护供电的安全、稳定、持续。事实证明接地故障指示器在线路故障定位与排除方面发挥着十分有效的作用。

1　接地故障指示器的运行原理

接地故障指示器是电力线路系统非常重要的电气设备，主要是针对线路故障进行监测、指示、传递信号、发出警报等等，这一设备也能发挥记忆信息、存储信息等作用。接地故障指示器主要有两大显示工作原理：

（1）翻牌显示：当接地故障发生的一瞬，指示器能检测到暂态电容放电电流，以及接地线路正在逐渐降低的电压，对应发出接地警报信息，此时，信号显示牌的颜色发生翻转，从白色变成红色。

（2）光电显示：故障发生的一瞬，指示器能够检测到电容电流瞬间变大，超出标准的数值，同时也能检测到线路电压不断降低，此时，则意味着出现了接地故障，并对应发出发光信号，故障出现时，红色指示灯亮起来。

2　接地故障指示器的正确安装位置与方式

要本着便捷、实用、易操作的原则，参照电力线路所处的地理环境、地形特征、线路间距等来科学安装定位接地故障指示器。对于10kV线路来说，主要从干线与支线两大方面进行分析定位：

（1）干线：通常干线上应该装配3组接地故障指示器，从而将主干线路划成4个自然段，要把指示器装在交通畅通、便捷、易于观察、操作的杆塔上，为故障排查创造便利条件。当出现故障时，从电源到故障发生区间的故障指示器将发出红色警报，则可以通过查看所装设的不同指示器的变化来准确定位故障区。

（2）支线：通常情况下，电力线路干线与支线的链接处会装设断路器（或跌落保险设备），应该将指示器装在支线断路器出线端，对于长度较长的支线则应该在其线长的处加装一组指示器。故障发生时，先查看干支线链接处指示器的变化，一旦发生异常，则要利用断路器将这一段线路隔断，确保其他非故障线路正常运行，然后，接着查看中段线路指示器的变化情况，如果其中有指示变化，则断定故障发生在这一线路的后半部分，相反，故障发生在前半部。这样通过利用接地故障指示器来进行分段控制与判断，能够很快发现故障点。

3　科学的安装方式

第一，当故障指示器悬挂于导线时，要防止其出现倾斜，确保其与地面垂直。这是因为如果指示器出现倾斜现象，极可能影响其动作，故障问题出现时，无法及时发出动作，相反，如果故障排除了，指示器依然处于故障动作状态，不能归位。

第二，要将其装设于杆塔电源端，而不是负荷端，这样才能确保即使杆塔上方的电气设备出现故障问题，也能得到指示器的正确指示与警报。

3基于接地故障指示器的10kV线路接地故障的科学判断与分析

3.1 判断接地故障的方法

在10kV电力线路中，如果线路出现故障问题，故障线路中安装的所有故障指示器都发生变化，例如：翻牌、闪光，但是故障区以后的指示器没有任何变化，在这种情况下，检修人员可以顺着故障线路一直寻找，直至发现最末端一个动作的故障指示器与第一个没发生任何变化的指示器之间形成的区域，就可以确定为故障区，在这一区域内定位故障段与故障点。

3.2 指示器的装配位置

对于10kV电力线路来说，如果是单电源供电，指示器的正确装配位置如图1所示。

当指示器变红，则意味着指示器安装区同负荷端之间的线路，有故障问题出现，如果其中的某一指示器变红，则意味着这一指示器点到负荷端发生了接地问题；当两处出现变红现象时，则意味着该处与负荷端出现了短路接地问题；当三处发红，则意味着这一点到负荷端出现了短路故障。

如图1所示：假设c组接地故障指示器发生变化，就意味着c组负荷端的C段线路出现了接地故障；假设d组发生变化，意味着d段线路有故障问题出现。

倘若a 组指示器发生变化，但是c/d组没有任何变化，则意味着ac段、ad段出现了接地故障；假设a/c组一起动作，则意味着接地故障出现在c段线路中。

3.3 10kV并网有小水电电源的线路

这一线路的故障问题判断相对较难，要结合故障发生的具体时段、负荷最高与最低时段等进行全面、系统的判断分析。当故障发生时，装设点的指示器无法有效判断电流回路到底是途径电网电源或是小水电电源，因此，对应的电源端、负荷端都会出现一定的变化。通常来说，靠近小水电电源的电力线路中，常常在电力负荷较低时，例如：用电量最少的夜间出现故障问题，其中需将小水电纳入考虑范围，故障问题或许发生在指示器所显示的电源侧段内。

由于这种情况下小水电上网电量无法就地消耗，输送电能到变电站之外的网络系统，电力线路也将把小水电电源当做主导电源，这样小水电侧就充当了电源侧。

为了有效判断这种线路运行的接地故障，可以将故障指示器配在小水电源的首端，当出现故障问题时，能够最先看到此区域所安装的指示器有无变化或异常，来对应判断故障区。

通过观察上图可以这样分析：仅当d段出现故障问题时，必然保持最初始的电源侧与负荷侧，然而，对于c组指示器，则意味着无论是小水电电源还是电网电源都能成为其电源侧，一旦c组指示器发生变化，则可以判断出d区段为故障区，这种情况下，a、b、d组指示器都可能发生变化，然而，故障点则不能出现在c组指示器电源侧。

如果c组指示器无异常现象，a，b两个指示器发生变化，倘若小水电电源侧指示器没有任何非正常现象，则意味着在c段线路中有故障问题发生；相反，倘若小水电电源指示器有异常现象，则意味着a段出现了故障问题。

4　接地故障指示器的弱点和缺陷

4.1 指示器不动作

电力出现故障问题时，假设巡检人员技术纯熟、动作迅速，能在三分钟内找到故障线路，并排除故障，然而，指示器接地动作时间要在5分钟以上，则会导致指示器不动作。

4.2 指示器进入休眠状态

通常指示器会有一个最小运转电流值，只有当电力线路电流超过这一数值，指示器才能进入有效运行状态，相反，则可能进入休眠状态，指示器工作的最小电流值通常在10A，那么个别的分支线路，由于电流不足则无法确保指示器发挥作用，影响了故障指示器的普及范围，因此，实际的故障指示器安装中，必须结合线路的负荷电流大小，同时，也要适当地控制指示器的最小工作电流。

4.3 不具备良好的抗电磁干扰能力

接地故障指示器很容易受到一些外界干扰性因素的影响，特别是一些电磁干扰，例如：雷击电磁等等，在电磁干扰下，会造成指示器发生误动作等问题，影响故障问题的查找。

结语

接地故障指示器在线路故障定位排查方面具有多方面的优势和优点，要正确合理地利用这一故障指示与排查设备，发挥其在故障定位与排查中的积极作用。

图1

图2

参考文献

[1]黄国良.快速查找在10 kV 配电线路接地故障的应用[J].科技资讯，2009（23）.

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[3]孔军.有关10kV配电线路接地故障原因及预防策略的分析[J].中国科技信息，2013（14）：128-129.

中图分类号：TM726

文献标识码：A