吳林　許冠亞

摘 要：小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用是不可避免的，但是在使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的故障問題，需要使用有效的方法對(duì)故障進(jìn)行定位，這樣才能及時(shí)地進(jìn)行維修。但在實(shí)際中，我國一些供電部門依然采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行故障定位，工作效率較為低下，而且準(zhǔn)確性也不是很高。為了能夠有效提高工作效率與故障定位的可靠性，在分析當(dāng)前該系統(tǒng)故障定位現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，具體分析了幾種較為有效的方法。

關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；系統(tǒng)故障；故障定位；技術(shù)分析

中圖分類號(hào)：TM864 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.137

小電流接地系統(tǒng)的故障點(diǎn)定位難度較大，一方面是因?yàn)楣收闲盘?hào)微弱，另一方面是因?yàn)楣收想娀〉姆€(wěn)定性不好。因此一直以來其故障點(diǎn)定位問題都受到有關(guān)部門和相關(guān)人員的廣泛關(guān)注。目前我國一些供電部門在對(duì)其故障位置進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，依然沿用傳統(tǒng)人工巡檢法。這種方法花費(fèi)的時(shí)間太長，需要引進(jìn)先進(jìn)的方法進(jìn)行檢測(cè)，這樣才能提高系統(tǒng)故障定位的準(zhǔn)確性，并節(jié)省時(shí)間。

1 小電流接地系統(tǒng)故障定位的現(xiàn)狀

當(dāng)小電流接地系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的時(shí)候，故障穩(wěn)態(tài)信號(hào)通常都會(huì)有所減弱，而穩(wěn)態(tài)電流將會(huì)下降到20 A以下，此時(shí)工作人員難以對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行判別提取。當(dāng)然，如果能夠運(yùn)用人工智能或者相關(guān)數(shù)學(xué)工具進(jìn)行解決，可以進(jìn)一步提高故障特征提取的準(zhǔn)確性，但是這種方法目前依然處于起步階段，一時(shí)還難以大量投入使用。目前現(xiàn)實(shí)中采用的許多故障定位技術(shù)具有一些共同的特征，即發(fā)生故障區(qū)域的接地電阻恒定都是在故障信號(hào)無任何干擾因素下假設(shè)的，這是一種理想情況，實(shí)際上很少存在這種情況，它具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，一般都會(huì)受到一些因素的干擾。這就需要在未來的研究中繼續(xù)努力，以此獲得更大的突破。下文主要是分析現(xiàn)實(shí)中常用的一些故障定位技術(shù)。

2 常用的小電流接地系統(tǒng)故障定位技術(shù)

2.1 阻抗法

阻抗法是目前常使用的一種方法。這種方法主要是通過求解電壓電流平衡方程的方式獲得線路阻抗值，然后再借助單位阻抗對(duì)故障距離進(jìn)行計(jì)算。一般來說，阻抗法主要有兩種，一種是單端測(cè)距，一種是雙端測(cè)距。前者主要是通過分析測(cè)量端電流與電壓的具體關(guān)系，進(jìn)而將中間變量消去，這樣就可以獲取故障距離的表達(dá)式；后者主要是通過分析線路兩端的電流與電壓的特殊關(guān)系獲取電壓方程，從而計(jì)算故障距離。

2.2 注入信號(hào)尋跡法

注入信號(hào)尋跡法主要是指在發(fā)生接地故障后，借助工具在故障線路注入信號(hào)，此時(shí)信號(hào)就會(huì)經(jīng)過一定的路線由故障點(diǎn)流入大地， 并借助信號(hào)探測(cè)器檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過的線路，該線路就是故障線路，然后再借助工具檢測(cè)故障線路沿線，獲取故障點(diǎn)所在的具體位置。這種故障檢測(cè)方法不需要用到電流互感器，因此在檢測(cè)的過程中不會(huì)受到消弧線圈的影響，但是需要利用工具將信號(hào)注入設(shè)備，并且還需要對(duì)線路沿線進(jìn)行檢測(cè)，整個(gè)過程花費(fèi)的時(shí)間較長，對(duì)于間歇性接地故障的檢測(cè)效率不高。

2.3 零序電流比較法

零序電流比較法可以劃分為兩種，一種是幅值法，一種是相位法。兩種方法都是通過零序電流幅值和方向在不同位置中的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行故障定位。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)在運(yùn)行過程中因?yàn)槟撤N原因而導(dǎo)致單相接地短路時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓將會(huì)出現(xiàn)一定的升高， 而且暫態(tài)零序故障電流也會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生。另外，根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的特征可以得知滯后零序電壓為90°，而分析顯示超前零序電壓同樣為 90°，從這就可以看出故障點(diǎn)兩側(cè)的零序電流方向完全不一樣，兩者是相反的，但從故障點(diǎn)同側(cè)的情況來看，零序電流幅值并無太大的差異，因此零序電流幅值最大檢測(cè)點(diǎn)的下游區(qū)段即為故障區(qū)段。

2.4 行波法

當(dāng)線路因?yàn)槟撤N原因而發(fā)生故障的時(shí)候，故障點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生電壓電流暫態(tài)行波。它主要是向故障點(diǎn)兩端進(jìn)行傳遞，在遇到不連續(xù)阻抗的情況下，將會(huì)出現(xiàn)反射和透射的現(xiàn)象。而行波法主要是借助一點(diǎn)的方式列寫方程，從而計(jì)算出故障距離。一般來說行波法可分為兩種，一種是單端行波測(cè)距，另外一種是雙端行波測(cè)距。

2.5 中電阻法

中電阻法也是一種可用的檢測(cè)方法之一，利用的原理為將中值電阻放到故障系統(tǒng)的中性點(diǎn)形成人為的故障電流， 此時(shí)檢測(cè)人員只能在故障點(diǎn)檢測(cè)到故障電流，在完好線路中根本就檢測(cè)不到故障電流，在故障點(diǎn)下游檢測(cè)同樣如此， 這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位。一般來說，這種檢測(cè)方法主要是用在諧振接地系統(tǒng)的故障檢測(cè)中，但需要注意的是人為故障電流的形成并不安全，對(duì)于系統(tǒng)來說，依然存在較大的安全隱患，因此使用過程中的投入電阻設(shè)計(jì)困難系數(shù)較大。

2.6 借助人工智能和相關(guān)數(shù)學(xué)工具檢測(cè)

這些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展非常快，涌現(xiàn)了出現(xiàn)了許多新的技術(shù)方法。其中，在配電網(wǎng)故障定位方面，人工智能算法以及相關(guān)數(shù)學(xué)工具陸陸續(xù)續(xù)被應(yīng)用到這一領(lǐng)域中。例如涌現(xiàn)出了遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的方法。這種方法的應(yīng)用對(duì)微弱特征信號(hào)的提取具有非常關(guān)鍵的作用，能夠進(jìn)一步提高故障定位的準(zhǔn)確性。但是由于技術(shù)有限，該方法還沒有在實(shí)際中得到大量使用，需要專家繼續(xù)深入分析研究。

3 結(jié)語

隨著我國供電需求的不斷增大，我國急需保證供電的可靠性，這樣才能給用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。這就需要盡可能地減少配電網(wǎng)故障次數(shù)。但是在使用的過程中，不可能不出現(xiàn)故障，因此，有關(guān)部門工作人員一定要及時(shí)進(jìn)行維修，而維修的關(guān)鍵就是配電網(wǎng)故障定位問題。只有確定了故障點(diǎn)，才能盡快地解決。對(duì)于配電網(wǎng)故障定位，可以根據(jù)實(shí)際情況利用阻抗法、中電阻法等進(jìn)行檢測(cè)，這樣可以進(jìn)一步提高故障定位的準(zhǔn)確性。

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〔編輯：王霞〕