高压输电线路接地故障的定位技术

王晓伟

摘要：本文对高压输电线路接地故障定位原理进行了全面的分析，并且结合实际情况对相应的接地故障监测及通信系统进行了探讨。在文章的最后采用计算机软件进行了模拟性实验。希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：高压;输电线路;接地故障;定位技术

1高压输电线路接地故障定位原理

当高压输电线路在实际应用时，很容易由于各种因素的影响产生接地故障。在这时，接地故障点位将会由于电流电压发生急剧变化而产生折射行波以及反射行波。而这两种类型的行波一经产生，将会不断沿着输电线路两端进行快速传播，最终到达输电线路端点。本文所利用的行波测距原理具体如图1所示。

为了满足故障定位需求，经过综合考虑之后将M点设置为监测端。通过M点向高压输电线路接地故障方向发射一段特定的高压脉冲信号，当该高压脉冲信号到达故障所处位置时，将会产生一系列拥有特定性质的反射信号波。该反射信号波对于故障点的定位工作有着非常重要的意义，根据反射波到达M点所需要耗费的具体时间段，可以最终分析出高压输电线路发生故障的准确位置，具体公式如式（1）所示：

2接地故障检测及通信系统

根据高压输电线路接地故障行波测距原理，笔者经过多方面考虑之后为其配置了多种硬件设备以便于对高压输电线路的故障点位进行有效确定。为了保障最终测量结果的准确性，硬件设备涵盖了功能强大的GPRS无线通信模块、高压信号波发射器检测装置等等。为了保障电源模块在应用中的稳定性能，有效防止电源模块在应用中发生故障，使用TVS元器件构成过电压保护线路。该元器件由于内部构造较为特殊，因此在具体应用时可以承受数值相当高的反向电压。该系统在实际工作中，一旦高压某个地区的高压输电线路由于各种因素的影响产生接地故障。位于高压输电线路两侧的监测装置将会立即发挥作用，准确接收到来自于接地故障点所发出的折射波以及反射波，并且通过其内部元器件作用的合理发挥，将接收到的波形转化为稳定的电压信号，将其输送给故障定位电路模块。最后将处理后的数据发送给M590芯片。后续M590芯片将把数据进行有效处理最终得到特定的通信信号并且将通信信号发送到网络中心。由工作人员对后续工作进行有效调配。

3模拟性实验

为了对高压输电线路接地故障定位硬件以及系统的可行性进行全面分析。本文对一条正处于维修状态当中的高压输电线路进行了模拟试验。为了对故障点位产生的行波特性进行有效分析，笔者首先在高压输电线路某一端口采用三种不同宽度的脉冲波信号对故障点的欧氏距离进行有效测定。在實验中分别利用脉冲宽度为1、2以及4的信号波对其进行有效测量。不同脉冲宽度下的接地故障点反射波信号如图2所示。

从该图不难看出，反射波在传输的过程当中从故障点到监测端所需要花费的时间为100微秒。同时这一时间间隔不会随着脉冲宽度的变化而变化。不同波阻抗下接地故障点所产生的检测波信号如图3所示。

其中颜色相对比较浅的波形为波阻抗数值为220Ω所产生的信号波形;而图中颜色较深的波段表示的则是接地故障点波阻抗为1000Ω时所产生的波形。从该图不难发现，对于接地故障点所产生的一系列反射波信号，其最大值和接地故障点波阻抗呈现反比的关系。也就是说，当故障点本身所具有的波阻抗越小时得到的反射波最大值便会越大，最终产生的检测信号也会具有更高的精确度。

4结束语

通过文章上述分析不难发现，在高压输电线路实际应用的过程当中如果某一区段由于其他因素的影响产生一个固定的接地故障点。要想对其进行准确定位，可以对其反射波进行有效分析。在实际测量中发现反射波信号传输的速度并不会受到脉冲宽度的影响。同时反射波信号最大值与接地故障点本身所具有的波阻抗呈现反比的关系。当波阻抗接地故障点所具有的波阻抗数值越小时，相应信号的最大值将会变得越大，结果也会更加精确。

参考文献

[1]王素云.浅谈高压输电线路接地故障的定位技术[J].电子元器件与信息技术，2020，4（07）：141-142.

[2]王伟，余锐，陈愚，王立平，刘星，樊占峰，倪传坤.特高压输电线路保护故障测距的应用研究[J].电力系统保护与控制，2013，41（19）：40-46.

（国网咸阳供电公司 712000）