小電流接地故障多層次分類(lèi)及其識(shí)別模型

楊 帆， 金 鑫， 沈 煜， 梁永亮， 周志強(qiáng)， 薛永端

(1. 國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院， 湖北省武漢市 430077；2. 國(guó)家電網(wǎng)公司高壓電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北省武漢市 430077； 3. 中國(guó)石油大學(xué)(華東)信息與控制工程學(xué)院， 山東省青島市 266580)

0 引言

單相接地故障占小電流接地系統(tǒng)故障的70%以上，錄波裝置(遠(yuǎn)傳型故障指示器等)記錄了故障發(fā)生前后線路上的電氣量信息。基于故障穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特征的故障選線與定位技術(shù)已經(jīng)獲得了較為成熟的研究成果，開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也已投入實(shí)際應(yīng)用[1-2]，而在基于錄波數(shù)據(jù)深入挖掘故障特征，進(jìn)而有效地識(shí)別接地故障類(lèi)型方面，目前并未見(jiàn)太多的研究報(bào)道。準(zhǔn)確地識(shí)別接地故障類(lèi)型，有利于進(jìn)一步確定配電網(wǎng)接地故障原因，針對(duì)性地制定隱患治理及故障防范措施，是一項(xiàng)值得研究的工作。

對(duì)小電流接地故障，從不同的角度描述故障特征，可有多種分類(lèi)方法，如根據(jù)接地點(diǎn)穩(wěn)定情況，將故障分為穩(wěn)定性接地和非穩(wěn)定性接地；根據(jù)過(guò)渡電阻的大小，將故障分為低阻接地和高阻接地等。已有分類(lèi)方法對(duì)于指導(dǎo)工程實(shí)踐起到了重要的作用，但也存在著故障分類(lèi)不夠全面，故障定義相對(duì)粗糙，故障特征相互交叉等問(wèn)題。因此，有必要對(duì)小電流接地故障展開(kāi)故障分類(lèi)、定義及特征挖掘等研究。

近年來(lái)，配電網(wǎng)接地故障特征提取及類(lèi)型識(shí)別問(wèn)題引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，根據(jù)特征量的應(yīng)用途徑不同，現(xiàn)有識(shí)別方法可分為特征分析法和智能方法。文獻(xiàn)[3-4]根據(jù)過(guò)渡電阻的非線性特征識(shí)別電弧故障；文獻(xiàn)[5]利用高頻分量的小波能量矩檢測(cè)高阻故障；文獻(xiàn)[6]通過(guò)零序電壓的多重分形特征識(shí)別間歇性故障。智能算法在該領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，文獻(xiàn)[7-8]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別高阻接地和電弧故障；文獻(xiàn)[9]通過(guò)建立故障前后的小世界網(wǎng)絡(luò)模型識(shí)別四種不同類(lèi)型的單相接地故障；此外，還有模糊邏輯[10]、支持向量機(jī)[11]、決策樹(shù)[12]及多種算法相結(jié)合的方法。以上研究都對(duì)小電流接地故障類(lèi)型的識(shí)別起到了重要的參考作用，在此基礎(chǔ)上，對(duì)接地故障的類(lèi)型進(jìn)行更為深入的劃分，研究不同類(lèi)型故障的特征量，是提升小電流接地系統(tǒng)故障類(lèi)型識(shí)別的有效途徑。

本文針對(duì)10 kV小電流接地配電網(wǎng)接地故障，基于接地故障穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的特征分析，進(jìn)行了多層次遞進(jìn)式分類(lèi)，并對(duì)不同類(lèi)型的故障進(jìn)行定義。進(jìn)一步地，提取不同類(lèi)型故障特征，建立多層次小電流接地故障類(lèi)型識(shí)別模型，并利用現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)對(duì)本文提出的識(shí)別模型進(jìn)行驗(yàn)證。

1 單相接地故障的特征分析及故障分類(lèi)

單相接地的故障特征多樣，僅靠單一特征的分類(lèi)方法會(huì)造成不同故障類(lèi)型之間特征相互交叉。本文采用層次分類(lèi)方法[13]，從時(shí)域特性、復(fù)雜程度等不同特征層次對(duì)故障進(jìn)行類(lèi)型描述，形成多層次故障分類(lèi)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步建立故障識(shí)別模型提供依據(jù)。

1.1 基于故障時(shí)域連續(xù)性特征的故障分類(lèi)

傳統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)可短時(shí)帶故障運(yùn)行，無(wú)法通過(guò)重合閘之后故障是否消失來(lái)判別瞬時(shí)性和永久性，一般通過(guò)是否需要人工修復(fù)將接地故障分為永久性接地和瞬時(shí)性接地。

配電網(wǎng)的電壓等級(jí)較低，接地故障電流較小，故障電弧往往不穩(wěn)定，電流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，電壓恢復(fù)到一定幅值時(shí)又重燃。故障消失后，系統(tǒng)存在電壓的恢復(fù)過(guò)程，尤其在諧振接地系統(tǒng)中，消弧線圈的作用延長(zhǎng)了故障相電壓的恢復(fù)時(shí)間，電弧重燃的延遲時(shí)間比較長(zhǎng)，這導(dǎo)致故障在外部表現(xiàn)上呈現(xiàn)瞬時(shí)性，對(duì)系統(tǒng)的影響卻并未消失，此時(shí)故障可能再次發(fā)生，形成間歇性接地。此外，自然環(huán)境等外部的影響(如樹(shù)枝隨風(fēng)擺動(dòng)觸碰線路)也可能使故障表現(xiàn)出間歇性的特征。圖1為某間歇性小電流接地故障錄波圖，可以看出，故障消失后系統(tǒng)中存在明顯的電壓恢復(fù)過(guò)程，當(dāng)故障相電壓恢復(fù)到一定幅值時(shí)，電弧重燃，接地故障再次發(fā)生。

圖1 典型的間歇性接地故障錄波圖Fig.1 Recorded waveforms of a typical intermittent earth fault

因此，根據(jù)時(shí)域特征，進(jìn)行如下故障定義。

1)永久性接地故障：接地后故障持續(xù)存在，直至人工處理的接地狀態(tài)。

2)瞬時(shí)性接地故障：接地后故障持續(xù)一段時(shí)間后消失，系統(tǒng)自行恢復(fù)正常的接地狀態(tài)。

3) 間歇性接地故障：故障持續(xù)一段時(shí)間后消失，系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中故障再次發(fā)生且最終自行消失的接地狀態(tài)。

1.2 基于故障復(fù)雜程度的故障分類(lèi)

單相接地故障在持續(xù)過(guò)程中，故障的性質(zhì)可能發(fā)生變化，如在故障過(guò)程中，接地點(diǎn)處非線性的電弧可能消失，發(fā)展為經(jīng)線性電阻接地，如圖2所示。因此，根據(jù)故障發(fā)展的復(fù)雜程度，進(jìn)行如下定義。

1)單一性接地故障：故障過(guò)程中故障性質(zhì)保持不變的接地狀態(tài)。

2)發(fā)展性接地故障：故障過(guò)程中故障性質(zhì)發(fā)生變化的接地狀態(tài)。

1.3 基于故障點(diǎn)性質(zhì)的故障分類(lèi)

大多數(shù)單相接地的故障點(diǎn)伴隨著電弧放電現(xiàn)象，其發(fā)展過(guò)程受到多種因素影響[14]。圖2中的時(shí)段T1部分為一典型的電弧接地故障，故障過(guò)程中電氣量不再是穩(wěn)定的正弦波，電弧間隙可以看作是一個(gè)非線性的導(dǎo)體，使整個(gè)過(guò)渡電阻呈現(xiàn)非線性。因此，根據(jù)故障點(diǎn)性質(zhì)，本文進(jìn)行如下定義。

圖2 典型的發(fā)展性接地故障錄波圖Fig.2 Recorded waveforms of a typical developing earth fault

1)非線性接地故障：故障點(diǎn)存在燃弧現(xiàn)象、過(guò)渡電阻呈非線性的接地狀態(tài)。

2)線性接地故障：故障點(diǎn)無(wú)燃弧現(xiàn)象、過(guò)渡電阻呈線性的接地狀態(tài)。

長(zhǎng)期以來(lái)，電弧故障和間歇性故障之間的區(qū)分不是很明確。研究表明電弧在每個(gè)電流過(guò)零點(diǎn)都會(huì)熄弧，因此有觀點(diǎn)認(rèn)為電弧故障屬于間歇性故障的一種，這忽略了瞬時(shí)性電弧的存在，本文將間歇性故障和電弧故障在不同的特征域上進(jìn)行區(qū)分，避免混淆。

1.4 基于過(guò)渡電阻阻值特征的故障分類(lèi)

目前對(duì)高阻接地和低阻接地沒(méi)有明確的區(qū)分界限，在故障原因的辨識(shí)過(guò)程中，可將某一明確區(qū)分兩種不同成因的電阻值作為過(guò)渡電阻的分界點(diǎn)[15]；諧振接地暫態(tài)等值電路中，可將系統(tǒng)容抗的1/10作為高阻和低阻的分界點(diǎn)[16]。

小電流接地保護(hù)一般通過(guò)測(cè)量零序電流與零序電壓識(shí)別故障線路或故障方向，當(dāng)高阻接地時(shí)，故障產(chǎn)生的零序電流與電壓很小，受系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡、互感器精度及裝置測(cè)量誤差的影響，保護(hù)裝置不能準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算出零序電流與電壓，因此無(wú)法保證保護(hù)正確動(dòng)作。文獻(xiàn)[17]分析了幾種主要的接地保護(hù)在10 kV配電網(wǎng)中耐受過(guò)渡電阻的能力，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，指出現(xiàn)有小電流接地保護(hù)耐受過(guò)渡電阻的能力一般不超過(guò)1 kΩ，即當(dāng)過(guò)渡電阻大于1 kΩ時(shí)無(wú)法保證保護(hù)正確動(dòng)作。因此，根據(jù)過(guò)渡電阻大小，本文進(jìn)行如下定義。

1)高阻接地：過(guò)渡電阻大于1 kΩ的接地狀態(tài)。

2)低阻接地：過(guò)渡電阻大于大地電阻(一般認(rèn)為10 Ω)并小于1 kΩ的接地狀態(tài)。

3)金屬性接地：故障點(diǎn)過(guò)渡電阻僅為大地電阻的接地狀態(tài)。金屬性接地的故障特征較為明顯，且對(duì)故障分析具有重要意義，故將其單獨(dú)分類(lèi)。

非線性故障時(shí)，過(guò)渡電阻呈現(xiàn)時(shí)變的非線性特征。根據(jù)上述分析，以1 kΩ作為小電流接地保護(hù)耐受過(guò)渡電阻能力的最大值，進(jìn)行如下定義。

1)弧光性高阻接地：過(guò)渡電阻最大值大于1 kΩ導(dǎo)致現(xiàn)有保護(hù)不能保證正確動(dòng)作的非線性故障。

2)弧光性低阻接地：過(guò)渡電阻的最大值小于1 kΩ的非線性故障。

1.5 單相接地故障的多層次遞進(jìn)式分類(lèi)結(jié)構(gòu)

基于上述對(duì)小電流接地故障不同層次的特征分析和定義，本文建立樹(shù)形的多層次遞進(jìn)式分類(lèi)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。首先根據(jù)故障的時(shí)域特征將故障分為永久性接地、瞬時(shí)性接地和間歇性接地；其次，根據(jù)故障的復(fù)雜程度，將故障分為單一性接地和發(fā)展性接地；進(jìn)一步，根據(jù)故障點(diǎn)性質(zhì)將故障分為線性接地和非線性接地；最后，根據(jù)過(guò)渡電阻的大小將線性故障分為金屬性接地、低阻接地和高阻接地，將非線性故障分為弧光性低阻接地和弧光性高阻接地。

圖3 單相接地故障的多層次遞進(jìn)式分類(lèi)結(jié)構(gòu)Fig.3 A multilevel hierarchical structure for single-phase earth fault

2 接地故障類(lèi)型識(shí)別方法

根據(jù)上文提出的故障分類(lèi)多層次結(jié)構(gòu)模型，故障類(lèi)型的識(shí)別可根據(jù)不同層次間的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)提取不同的電氣量特征，自頂而下依次進(jìn)行。

2.1 時(shí)域特征提取及分類(lèi)

接地故障消失后的恢復(fù)過(guò)程中，零序電壓自由振蕩衰減，因此可通過(guò)零序電壓的衰減過(guò)程判斷故障是否在系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中再次發(fā)生間歇性故障。系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間與阻尼率和失諧度有關(guān)，一般最長(zhǎng)不超過(guò)20個(gè)周期。若零序電壓持續(xù)衰減至故障時(shí)幅值的5%時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)恢復(fù)正常，則每周期至少衰減為前一周期的85%。定義零序電壓的衰減程度α為

(1)

2.2 故障特征突變量提取與分類(lèi)

根據(jù)前述定義，本文基于啟發(fā)式分割算法[18]，對(duì)發(fā)展性故障的檢測(cè)過(guò)程如下。

對(duì)于一段包含N個(gè)采樣點(diǎn)的零序電流錄波數(shù)據(jù)，以相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)之間突變量的絕對(duì)值作為待分析序列X(t)。計(jì)算X(t)中i點(diǎn)左右兩部分序列的采樣點(diǎn)數(shù)Nl(i)，Nr(i)，均值μl(i)，μr(i)和標(biāo)準(zhǔn)差sl(i)，sr(i)，則可求得i點(diǎn)兩側(cè)序列的合并偏差為

(2)

用T檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)值T(i)來(lái)量化i點(diǎn)左右兩側(cè)均值的差異：

(3)

對(duì)錄波中的每一采樣點(diǎn)重復(fù)上述計(jì)算過(guò)程，得到統(tǒng)計(jì)值序列T(t)。T值越大，表示該點(diǎn)左右兩部分序列的均值相差越大。計(jì)算T(t)中的最大值Tmax的統(tǒng)計(jì)顯著性Pmax，Pmax表示在隨機(jī)過(guò)程中取到T值小于等于Tmax的概率，Pmax可近似表示為

(4)

式中：γ=4.19lnN-11.54；δ=0.40；v=N-2；Ix(a,b)為不完全β函數(shù)。設(shè)定一個(gè)門(mén)檻值P0，通常取0.95，其值反映了發(fā)展性故障所容許的最小特征差異，當(dāng)Pmax>P0時(shí)，認(rèn)為該段錄波中存在故障特征的變化，該故障為發(fā)展性故障，Tmax對(duì)應(yīng)的i點(diǎn)即為故障特征發(fā)生改變的點(diǎn)。

對(duì)圖2所示的發(fā)展性故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到T檢驗(yàn)序列見(jiàn)附錄A圖A1，可以看出，在故障類(lèi)型的突變點(diǎn)處T(i)取得最大值Tmax，說(shuō)明啟發(fā)式分割(BG)算法能有效地檢測(cè)出波形中故障特征改變的位置。對(duì)新得到的波形分別重復(fù)上述計(jì)算過(guò)程，可將該段錄波劃分成數(shù)段，對(duì)得到的各段波形進(jìn)行分析，進(jìn)一步確定故障類(lèi)型。

2.3 故障點(diǎn)性質(zhì)特征提取與分類(lèi)

非線性故障電流相比線性故障電流存在顯著的高頻分量變化。對(duì)故障前后零序電流進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)分析，計(jì)算故障前后諧波含量變化，并按變化量由大到小的順序?qū)ζ鋵?duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行排序，取前M個(gè)頻率點(diǎn)計(jì)算對(duì)應(yīng)諧波含量變化量的平均值μ，則μ的大小可反映故障前后波形整體諧波含量變化情況。

對(duì)圖2所示發(fā)展性故障的故障前、非線性故障階段、線性故障階段的零序電流T0，T1，T2進(jìn)行FFT分析，結(jié)果如附錄A圖A2所示。當(dāng)M>5時(shí)，諧波含量變化一般小于5%，對(duì)整體諧波含量變化情況影響不大，因此可取M為5，計(jì)算可得兩種故障狀態(tài)相對(duì)于故障前諧波含量變化分別為μ1=95.72%，μ2=9.663%，說(shuō)明通過(guò)檢測(cè)零序電流高頻分量的變化能有效識(shí)別非線性故障。

由于大多數(shù)接地故障都伴隨著電弧，且本文的故障分類(lèi)模型中線性故障和非線性故障“互補(bǔ)”，因此選擇對(duì)實(shí)際中較少出現(xiàn)的線性故障進(jìn)行識(shí)別，以保證瞬時(shí)的電弧故障不被忽略。以故障前的零序電流為參考量T0，故障后各周期依次為T(mén)1，T2，…，Tn，計(jì)算Ti相對(duì)于T0的各頻率幅值百分比變化量。當(dāng)μ<10%時(shí)，計(jì)數(shù)器N加1，則當(dāng)N>2時(shí)，認(rèn)為該段波形高頻分量變化不明顯。若該段波形不處于系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程中，則其對(duì)應(yīng)的故障為線性故障。

2.4 故障點(diǎn)過(guò)渡電阻特征提取與分類(lèi)

高阻接地時(shí)，忽略線路零序阻抗的影響，故障線路穩(wěn)態(tài)零序電流為

(5)

母線處的零序電壓為

(6)

式中：Um為故障前相電壓幅值；ZS0為系統(tǒng)零序阻抗；Rf為接地點(diǎn)過(guò)渡電阻。

對(duì)于有多條出線的配電網(wǎng)絡(luò)，可忽略故障線路分布電容的影響，故障線路的零序電流近似等于故障點(diǎn)接地電流。對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，接地電流等于系統(tǒng)電容電流，10 kV的架空線路每公里的電容電流約30 mA，電纜線路每公里的電容電流為1～2 A，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的線路長(zhǎng)度估算金屬性故障時(shí)的接地電流；對(duì)于諧振接地系統(tǒng)，接地電流的大小取決于消弧線圈的補(bǔ)償度，可采用金屬性接地時(shí)的零序電流或人工試驗(yàn)測(cè)得。因此，由式(5)、式(6)可得，當(dāng)過(guò)渡電阻為1 kΩ時(shí)，母線處的零序電壓為

(7)

式中：If,metal為金屬性接地時(shí)故障線路的接地電流。據(jù)此可識(shí)別出高阻接地故障，對(duì)于非線性故障，由于電弧非線性振動(dòng)表現(xiàn)出的高頻分量造成的電壓波形畸變使其趨向于方波，并未引起波形幅值發(fā)生較大變化，因此，基于零序電壓的過(guò)渡電阻識(shí)別方法同樣適用于非線性故障。

3 多層次小電流接地故障類(lèi)型識(shí)別

故障類(lèi)型的識(shí)別流程如圖4所示。

圖4 小電流接地故障類(lèi)型識(shí)別流程圖Fig.4 Flow chart of single-phase earth fault about type identification in the non-solidly earthed network

根據(jù)故障分類(lèi)的多層次遞進(jìn)式結(jié)構(gòu)及不同層次故障類(lèi)型的識(shí)別方法，本節(jié)建立小電流接地故障類(lèi)型的識(shí)別模型，通過(guò)檢測(cè)故障錄波數(shù)據(jù)的電氣量特征，實(shí)現(xiàn)故障類(lèi)型的自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別邏輯如下。

1)輸入故障波形，根據(jù)是否人工介入識(shí)別永久性故障，繼而根據(jù)故障是否在恢復(fù)過(guò)程再次發(fā)生識(shí)別瞬時(shí)性和間歇性故障。

2)采用BG算法對(duì)波形進(jìn)行處理，識(shí)別單一性故障和發(fā)展性故障，并根據(jù)發(fā)展階段將發(fā)展性故障波形進(jìn)行分割處理。

3)對(duì)單一性故障波形或發(fā)展性故障分割后的各段波形分別進(jìn)行FFT分析，識(shí)別線性故障和非線性故障。

4)對(duì)比各段波形零序電壓值與預(yù)設(shè)的高阻故障門(mén)檻值，識(shí)別金屬性接地、低阻接地、高阻接地或弧光性低阻接地、弧光性高阻接地。

5)各層次識(shí)別結(jié)論相結(jié)合，得出最終故障類(lèi)型。

4 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證

本文采用湖北某地10 kV配電網(wǎng)故障錄波數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的巡線記錄報(bào)告等資料對(duì)提出的接地故障類(lèi)型識(shí)別模型進(jìn)行驗(yàn)證。錄波數(shù)據(jù)記錄有三相電壓、三相電流，零序電壓和零序電流通過(guò)三相矢量和得到，采樣頻率為4 kHz。需要指出的是，由于過(guò)渡電阻的測(cè)量與系統(tǒng)的電容電流有關(guān)且僅采用現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)無(wú)法驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，因此采取現(xiàn)場(chǎng)故障錄波數(shù)據(jù)僅對(duì)前3層次的故障類(lèi)型識(shí)別方法進(jìn)行驗(yàn)證，第4層次的識(shí)別方法采用人工接地試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

在驗(yàn)證前，首先觀察波形，并結(jié)合巡線結(jié)果以及專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，基于本文對(duì)故障類(lèi)型的定義，對(duì)171組現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行了人工分類(lèi)，其中包括：永久性故障60起，其中線性故障12起，非線性故障30起，發(fā)展性故障18起；瞬時(shí)性故障67起，其中線性故障21起，非線性故障42起，發(fā)展性故障4起；間歇性故障44起，線性故障10起，非線性故障26起，發(fā)展性故障8起。

將這171組故障錄波數(shù)據(jù)輸入本文所建立的小電流接地故障類(lèi)型識(shí)別模型中，識(shí)別結(jié)果見(jiàn)附錄A表A1。171組錄波數(shù)據(jù)中，有158組與人工分類(lèi)結(jié)果吻合，綜合識(shí)別準(zhǔn)確率為92.40%；其中，第1層次的識(shí)別準(zhǔn)確率為97.66%，第2層次為95.91%，第3層次為98.83%。證明該故障識(shí)別模型能夠有效識(shí)別本文定義的故障類(lèi)型。

驗(yàn)證高阻接地識(shí)別方法的數(shù)據(jù)來(lái)自某地10 kV諧振接地系統(tǒng)的人工接地試驗(yàn)，錄波結(jié)果見(jiàn)附錄B。在消弧線圈退出運(yùn)行時(shí)模擬中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)金屬性接地，測(cè)得零序電流為17.8 A，故系統(tǒng)零序阻抗約為0.95 kΩ，則當(dāng)過(guò)渡電阻為1 kΩ時(shí)，零序電壓約為1.37 kV，試驗(yàn)測(cè)得故障點(diǎn)經(jīng)1 kΩ電阻接地時(shí)零序電壓為1.10 kV。在消弧線圈投入運(yùn)行時(shí)模擬諧振接地系統(tǒng)金屬性接地，測(cè)得零序電流為14.6 A，故系統(tǒng)零序阻抗約為1.17 kΩ，則當(dāng)過(guò)渡電阻為1 kΩ時(shí)，零序電壓約為1.60 kV，試驗(yàn)測(cè)得故障點(diǎn)經(jīng)1 kΩ電阻接地時(shí)零序電壓為1.47 kV。由于人工接地時(shí)難以做到完全的金屬性接地，使得最終得到的零序電壓偏大，因此，在誤差允許的范圍內(nèi)，兩種接地方式下試驗(yàn)結(jié)果均與理論計(jì)算結(jié)果相符，說(shuō)明基于零序電壓大小識(shí)別高阻接地方法有效。

5 結(jié)語(yǔ)

本文采用多層次遞進(jìn)式分類(lèi)方法，明確了不同類(lèi)型故障的特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)小電流接地故障全面的分類(lèi)；基于電氣量的幅值、衰減程度、高頻分量等特征量建立了故障類(lèi)型識(shí)別模型；采用現(xiàn)場(chǎng)波形數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的有效性。

本文的研究成果有利于進(jìn)一步把握小電流接地故障的性質(zhì)，并提高小電流接地故障處理的針對(duì)性。進(jìn)一步挖掘不同故障類(lèi)型之間的耦合關(guān)系，并提取新的特征量是后續(xù)研究的方向。

感謝國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司科技項(xiàng)目(52153216001P)對(duì)本文的資助。

附錄見(jiàn)本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。