配电网故障定位综述

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1、配电网故障定位研究技术综述1配电网故障定位研究的意义随着我国经济的发展，电力系统规模逐渐加大，网络结构逐渐复杂，而且，用户对供电稳定的要求也越来越高。这就要求一方面，在系统正常运行过程中要防止故障的发生；另一方面，在系统发生故障后，要快速、准确地找到故障位置，迅速排除故障，确保电力系统安全运行，提高供电可靠性，将损失最小化。我国大多数配电网均采用中性点非直接接地系统，即小电流接地系统。随着国民经济的发展，在配电网系统中，出现了既有架空线又有地埋电缆，还存在有架空线和地埋电缆混合敷设的情况。架空线上发生的故障中单相接地故障占80％以上，当小电流接

2、地系统发生单相接地故障时，由于单相接地不形成短路回路，故障线路流过的电流为所有非故障线路对地电容电流之和，故障电流远小于负荷电流，使得故障定位比较困难，不能快速、准确地进行故障定位。虽然由于电力电缆具有比架空线路可靠性高、占用空间少、受恶劣天气影响较小、有利于工厂布局和城市规划等优点，但是由于机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化、水树等因素的影响，长时间运行的电力电缆也会发生故障。再加上由于电力电缆多埋于地下或铺设在电缆沟中，故障发生后，很难迅速、准确地测出故障地点的确切位置，不能及时地排除故障恢复供电，往往会造成停电停产的重大经济损失。因此，如何确保

3、配电网的安全可靠运行，快速有效地查出故障线路及故障点位置，具有非常重要的意义。2配电网故障定位技术的发展现状多年来，国内外研究人员及学者对于小电流接地系统故障定位方法的作了许多研究工作，尤其是对单相接地故障定位的研究，也提出了不少使用方法。根据架空线路和电力电缆自身的特点，配电网故障定位方法主要分为适用于电力电缆的故障定位方法、适用于架空线路的故障定位方法和适用于架空线与电力电缆混合敷设的故障定位方法。2.1电力电缆的故障定位方法2.1.1阻抗法阻抗法通过测量故障发生后故障点到测量端之间的阻抗，然后利用线路参数建立故障定位方程，求解得到故障距离

4、。这种方法多以线路集中参数模型为基础，由于原理简单，容易实现，所以一直得到人们广泛的关注。电桥法是阻抗法故障测距中比较广泛使用的一种。电桥法包括电阻电桥法和电容电桥法两种。电阻电桥法仅适用低阻抗的测量，要求故障点的电阻不得超过100千欧，最高不得超过500千欧，一般以2千欧为宜。其基本原理为：将被测电缆末端非故障相与故障相短接，电桥两输出臂分别接故障相和非故障相，调节电桥臂上的调节电阻，当电桥平衡后，根据电桥平衡原理计算出故障距离。电容电桥法可以用于电缆断线故障的测量，其原理与电阻电桥法类似。电桥法的优点是：方便、简单。但缺点是不适合测量高电阻

5、和闪络性故障。因为故障电阻较高的情况下，电桥回路中电流很小，一般电流检流计灵敏度很低，很难检测出电桥是否平衡。电桥法的另一缺点是需要知道电缆的准确长度等原始材料，当一条电缆线路是由两种以上导体材料或不同截面积的两段以上的电缆组成时，还需进行换算。还有电桥法不能测量三相短路故障。这种阻抗法是以线路集中参数模型为基础进行计算的，当故障电阻比较大，就无能为力了。为此，，文献[6]提出了一种适于测量高电阻故障的阻抗法，这种方法以分布参数为基础，建立参数方程，并计算出故障距离。其基本原理是：对带有高电阻故障的电缆施加正弦高压信号，使高阻故障点闪络，此时故

6、障点的高电阻故障变为电弧故障。因为电弧故障成电阻性，流过故障点的电流和故障点两端的电压同相位，通过采集系统，将流过线路的电流和线路两端的电压采集到后，根据分布参数理论就可以求出沿线路各点的电压和电流，从而实现故障定位。2.1.2行波法行波法也是电力电缆故障测距中一种比较常用的方法。行波法故障定位具有速度快、精度高等优点，具体包括：A、B、C和D型行波测距法。(1)A型行波测距故障点发生故障后，产生的行波就会在在故障点与测量端来回传播，可以通过行波往返故障点与测量端一次的时间和行波波速来确定故障点的距离。这种方法不受过渡电阻和对端负荷阻抗的影响，

7、此原理简单，所用装置较少，且可以在理论上达到较高的精度。多年来，由于没有深入地了解故障点产生的行波特性以及传播特性，再加上需要高速采样系统和精准时间计时系统等条件，所以一直没得到广泛应用。近年来，比较常用的A型行波测距方法主要有：脉冲电流法和脉冲电压法。脉冲电流法是80年代初发展起来的一种测试方法，该方法具有安全、可靠和接线简单等优点。其原理是：通过线性电流耦合器测量电缆故障击穿时产生的脉冲故障电流信号。它实现了仪器和高压回路的电耦合，省去了电容与电缆之间串联的电容和电感，简化了接线，而且还易于分辨传感器耦合出的脉冲电流信号。脉冲电压法，又称为

8、冲击闪络法。该方法原理为：首先利用直流高压和脉冲高压信号把电缆故障点击穿，然后通过放电电压脉冲在测量端与故障点之间往返一次的时间来测距。其优点是不需将