淺析電力系統(tǒng)中配電線路檢修技術(shù)

曹志強(qiáng)

國網(wǎng)永昌縣供電公司 甘肅 金昌 737200

1 電力系統(tǒng)中配電線路常見故障分析

在電力系統(tǒng)中，配電線路常見故障包含單相接地故障、短路故障和斷線故障三類。受樹木生長、氣候等因素影響，配電線路上絕緣子容易發(fā)生單相擊穿，從而造成接地故障發(fā)生。短路故障發(fā)生多由單相或多項(xiàng)載流導(dǎo)體未通過負(fù)荷而直接碰觸造成，故障點(diǎn)電阻抵抗力較小，造成線路因電壓瞬間升高出現(xiàn)短路問題，故障可能由外力破壞、用戶使用不當(dāng)?shù)纫蛩匾l(fā)。

2 電力系統(tǒng)中配電線路檢修技術(shù)措施

2.1 單相接地故障檢修技術(shù)

單相接地故障的發(fā)生，將導(dǎo)致配電線路產(chǎn)生較高電阻或電弧接地，故障相電壓不斷下降，其他相逐漸升高。在熔斷件熔斷情況下，故障相電壓表在二次回路中串聯(lián)運(yùn)行，使得電壓表讀數(shù)不會(huì)為0，因此給檢修人員判斷故障線路帶來一定困難。在故障排查階段，需要利用試送電、絕緣電阻測量等方法分析故障位置和原因，找出故障發(fā)生區(qū)域，然后結(jié)合電流變化展開深入分析。采用基于對(duì)稱分量法的故障定位技術(shù)對(duì)配電線路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，可以根據(jù)監(jiān)測得到的三相電壓、零序電壓和線路零序電流等進(jìn)行故障判定。由于單相接地故障發(fā)生將導(dǎo)致配電線路零序電流相位出現(xiàn)滯后情況，與正常線路零序電流方向不一致。在全部線路零序電流保持相同方向時(shí)，可以判斷為母線接地。

為實(shí)現(xiàn)故障定位，設(shè)定母線指向線路方向?yàn)殡娏鲄⒖挤较?，可以得到支?1、1f零序電流滯后零序電壓，其他支路仍超前。因此通過在線路終端進(jìn)行各支路零序電流和母線零序電壓采集，可以實(shí)現(xiàn)故障準(zhǔn)確定位。此外，對(duì)線路零序電流和零序電壓乘積進(jìn)行累加，可以得到零序能量E，用于對(duì)零序電流有功分量進(jìn)行度量。利用式（1）進(jìn)行計(jì)算，可以得到零序能量最大的線路，由于線路零序電流有功分量與正常線路相反，因此可以確定為故障線路。完成故障線路查找后，可以將線路斷線器拉開，如果接地現(xiàn)象消失能夠證明所選線路為故障線路，然后對(duì)線路進(jìn)行檢修維護(hù)。在故障維修上，可以在故障點(diǎn)周圍完成小電流接地自動(dòng)選線裝置的安裝，然后利用設(shè)備進(jìn)行線路調(diào)試，最終完成故障維修。

2.2 短路故障檢修技術(shù)

短路故障發(fā)生帶有瞬時(shí)斷開的特征，使得配電線路在極短時(shí)間內(nèi)無法供電，并且可能發(fā)生閃絡(luò)預(yù)兆。如果配電線路發(fā)生兩相短路故障，兩相電壓將瞬時(shí)降低，電流和電壓并不會(huì)為0，同時(shí)故障存在兩個(gè)故障相電流相反特點(diǎn)。因此針對(duì)短路故障進(jìn)行檢修，重點(diǎn)在于完成線路電阻測量。結(jié)合線路型號(hào)、線間距離等資料，可以對(duì)線路電阻進(jìn)行計(jì)算，如式（2），式中ρ為導(dǎo)線材料電阻率，S為線路導(dǎo)線額定面積。結(jié)合計(jì)算得到的電阻值對(duì)線路電阻進(jìn)行測量，如果測量得到阻值過小，說明線路可能發(fā)生短路故障。

在線路故障距離計(jì)算上，需要結(jié)合短路特點(diǎn)和邊界條件展開分析，利用采集到的三相電流、三相電壓和線路參數(shù)完成故障點(diǎn)到線路首端開關(guān)的距離計(jì)算。

根據(jù)式（3），可以得到BC相間阻抗值，Z1指的是線路單位長度正序阻抗。BC相間電流變化分別為△Ib和△Ic，為故障前線路前后線段始端差值，滿足式（4），If為故障點(diǎn)流向線段負(fù)荷側(cè)的電流。根據(jù)檢測得到的各種數(shù)據(jù)，可以完成相間短路故障距離D的計(jì)算。

短路故障發(fā)生盡管會(huì)導(dǎo)致線路設(shè)備斷電，但線路中依然有電流的存在。因此在檢測過程中，需要先對(duì)線路進(jìn)行斷電，然后完成絕緣護(hù)具的佩戴，然后進(jìn)行線路故障檢測。

2.3 斷線故障檢修技術(shù)

斷線故障的發(fā)生，與絕緣子擊穿造成的配電線路爆炸或外力造成的線路斷裂有關(guān)。故障發(fā)生后，僅憑觀察就可以發(fā)現(xiàn)斷線故障是否發(fā)生。實(shí)際在線路故障檢修時(shí)，還要及時(shí)完成故障檢測和定位。正常運(yùn)行的情況下，配電線路三相電壓對(duì)稱，線路負(fù)序電流較小。而發(fā)生單相斷線故障，將導(dǎo)致原本配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，線路負(fù)序電流隨之增大，使得電源側(cè)零序電壓增大或降低至0。對(duì)線路負(fù)序電流間分析，可以對(duì)線路故障特征進(jìn)行判斷。在配電線路中，系統(tǒng)與負(fù)荷的負(fù)序阻抗為感性，后者為前者近百倍，因此斷線故障發(fā)生將導(dǎo)致線路負(fù)序電流明顯變化。在故障點(diǎn)位置，兩側(cè)零序電壓也呈現(xiàn)出不同特征。通過分段進(jìn)行線路排查，能夠確定線路故障點(diǎn)位置。如果配電線路發(fā)生多相斷線故障，電源側(cè)故障相電壓會(huì)有所增大，正常電路電壓則逐漸減小。由于電源側(cè)電壓帶有對(duì)稱性，所以不會(huì)損壞正常電路。因此在檢測過程中，如果發(fā)現(xiàn)負(fù)荷側(cè)的三相電壓不變，系統(tǒng)電壓持續(xù)降低，說明線路發(fā)生多相斷線故障。配電線路斷線故障的發(fā)生，通常會(huì)引起過電壓保護(hù)動(dòng)作。在斷線相判斷時(shí)，可以采用保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)判據(jù)確定故障點(diǎn)，以便使故障得到及時(shí)排除。如式（5）所示，U0為零序電壓，在3U0達(dá)到U0.set這一零序過電壓門檻值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致線路電流啟動(dòng)。

完成故障定位后，到現(xiàn)場觀察可以確定線路是否發(fā)生斷線故障。針對(duì)存在斷線問題的線路，需要利用絕緣護(hù)具提供保護(hù)，將斷線兩端連接在一起，然后開展線路測試，保證線路能夠正常配電。無法實(shí)現(xiàn)線路連接，需要對(duì)線路進(jìn)行更換。

結(jié)論：綜上所述，在電力系統(tǒng)配電線路檢修方面，需要結(jié)合線路常見故障加強(qiáng)檢修技術(shù)的應(yīng)用，以便使線路單相接地故障、短路故障和斷線故障等常見故障得到精確檢測和高效排除，促使線路檢修力度得到提升。因此在實(shí)踐工作中，還應(yīng)加強(qiáng)線路檢修技術(shù)的分析和熟練運(yùn)用，促使線路檢修技術(shù)水平得到改進(jìn)。