小电流接地故障选线技术综述

张占龙　赵肖旭　王谦

摘 要：在实际工作中，小电流接地系统的应用是不可避免的，但是，在其使用的过程中，经常出现各种各样的故障问题，需要采取有效的方法对故障进行选线定位，及时维修。目前，我国一些供电部门依然采用传统的方法进行故障选线定位，工作效率较为低下，而且准确性也不是很高。为了能够有效提高工作效率和故障选线定位的可靠性，在分析该系统故障选线定位现状的基础上，提出了几种比较有效的方法。

关键词：配电网；小电流接地系统；故障选线；故障信号

中图分类号：TM862 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.146

当发生小电流接地故障时，并不会对电网的正常运行产生太大的影响，但是，如果产生过电压，将会在很大程度上危害电网绝缘，在引起短路故障的情况下，很容易扩大事故。因此，发生这一情况时，需要及时选出故障线路，以便工作人员能更好地处理。小电流接地系统的故障线路定位难度比较大，不仅因为故障信号微弱，还因为故障电弧的稳定性不好。这个问题受到了有关部门和人员的高度关注。目前，我国一些供电部门在检测其故障位置时，依然沿用传统的人工巡检法，这种方法花费的时间太长，需要引进先进的方法进行检测。只有这样，才能提高系统故障定位的准确性，节省时间。

1 现状分析

到目前为止，可以使用的小电流接地系统故障选线技术并不少，但是，每一种方法的有效性存在一定的差异。其中，建立于稳态量上的故障选线技术是应用比较早的一种方法。该装置主要是由谐波信号等构成，当小电流接地系统运行过程中出现故障时，故障稳态信号通常都会有所减弱，而稳态电流将会下降到20 A以下。此时，工作人员难以判别、提取故障信号，所以，很多种故障选线技术在正式使用时并不能达到理想的效果。近年来，最常用的一种方法是基于暂态量的选线技术。这种技术在使用的过程中不受消弧线圈的影响，因此，效果比较好。与此同时，结合人工智能或者相关数学工具等选线技术也是一种不错的方法，可以在很大程度上提高故障特征提取的准确性，而且在其使用的过程中，受多方面因素的限制，需要在未来的研究中继续努力，以获得更大的突破。

2 当前常用的选线技术分析

2.1 零序电流比较法

零序电流比较法可以划分为2种，即幅值法和相位法。这两种方法都是通过零序电流幅值和方向在不同位置中的检测点定位故障的。当小电流接地系统在运行过程中因为某种原因而导致单相接地短路时，非故障相的对地电压将会升高，而且也会产生暂态零序故障电流。另外，由中性点不接地系统的特征可知，滞后零序电压为90°，而分析显示超前零序电压同样为90°，从这里就可以看出，故障点两侧的零序电流方向完全不一样，两者是相反的。从故障点同侧的情况来看，零序电流幅值并无太大的差异，因此，零序电流幅值最大的检测点的下游区段即为故障区段。

2.2 零序电流有功分量法

一般来说，当小电流接地系统发生故障时，故障电流中会携带有一定的有功分量。同时，非故障线路的电流方向与消弧线圈并无任何差异，而且两者都会经过故障点返回。所以，与故障线路有功分量的方向和大小相比较，非故障线路的有功分量不仅比较小，而且方向也完全相反，此时，工作人员就可以利用这一特点选出故障线路。在实际工作中，在设计选线装置时，主要是计算零序电压和电流值，然后比较所有线路的零序有功功率，判断其具体的方向，以此确定小电流接地系统的故障线路。根据这一想法，法国电力公司设计出了一种故障检测技术，被命名为DESIRE法。这种方法具有自身的优势和劣势，它在使用的过程中不受到消弧线圈的影响，但灵敏度却不是很高。在实际工作中，虽然可以利用一定的方法提高其灵敏度，但接地电流会增大，产生更大的绝缘破坏。

2.3 注入信号寻迹法

注入信号寻迹法主要是指发生接地故障后，借助工具在故障线路注入信号。此时，信号会经过一定的路线由故障点流入大地，并借助信号探测器检测信号经过的线路。由此可以判断该线路就是故障线路，然后再借助工具检测故障线路沿线，获取故障点所在的具体位置。这种故障检测方法不需要用到电流互感器，因此，在检测过程中，不会受到消弧线圈的影响，但是，需要利用工具将信号注入设备，并且还需要检测线路沿线。这整个过程花费的时间比较长，对于间歇性接地故障的检测有效性不高。

2.4 借助人工智能和相关数学工具的检测技术

这些年，计算机技术发展得非常快，涌现了出现许多新的技术方法。其中，在配电网故障定位方面，人工智能算法和相关数学工具陆陆续续被应用到这一领域中，例如遗传算法、神经网络等。这种方法的应用对微弱特征信号的提取有非常关键的作用，能够进一步提高故障选线定位的准确性。但是，由于技术有限，该方法还没有在实际工作中被广泛使用，需要专家继续深入分析、研究，相信这将会成为未来的一种新趋势。

3 结束语

随着我国供电需求的不断增大，我国急需保证供电的可靠性，这样才能为用户提供高质量的服务。因此，需要尽可能减少配电网故障次数。但是，在使用的过程中，不可能不出现故障，有关部门工作人员一定要及时维修。维修的关键是配电网故障选线技术，只有利用良好的技术确定了故障点，才能尽快解决问题。对于配电网故障选线问题，可以根据实际情况利用零序电流比幅法、谐波法等进行检测，以进一步提高故障点定位的可靠性。

参考文献

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〔编辑：白洁〕