关于小电流接地系统的几种故障定位策略

小电流接地系统的运用是无法避免的，然而在使用的进程中常常出现大量的故障问题，应该使用一定的策略对故障实行定位，这样才可以实时地开展维修。可在现实中，我国有的供电部门仍然采取传统的策略实行故障定位，工作效率十分低，而且准确性也很低。为了可以进一步提升故障定位和工作效率的可靠性，在探究现阶段该系统故障定位现状的前提下，详细探究了几种比较有效的策略。

1  引言

配电网在电力系统中施展着十分重要的作用，它是用户与输电系统之间的媒介。在国内的电力系统中，中低压配电网重点采取经消弧线圈接地以及中性点不接地的方式，很少采取经高电阻接地都属于小电流的接地系统[1]。小电流接地系统的故障情况比较麻烦，由于系统的线路很多，故障特点不是太显著，极易被忽略造成更加严重的故障。

信号注入法是现阶段运用最普遍的，它能够进一步解决小电流单相接地的故障定位的问题，实用性很强，运用此原理的定位保护法已经开始广泛运用。它提升了供电可靠性，有利于成功维护电网设备，进一步提升经济效益。

2  小电流接地系统的故障定位技术的具体现状

以前的故障定位策略重点是经过检测特殊信号或者故障点测距在线路上的相关分布情况进一步完成定位，根据线路上已经设置好的反馈点开展检测，经过和主站进行通信，进一步确定故障点的线路区段。在大量故障定位的策略中，通常分成被动式、主动式两类，前者重点是利用故障形成后的电流电压信号特点，经过计算研究确定故障点的具体位置；后者积极向系统注入事先已经设置好的信号，经过探究检测信号的相关分布情况，进一步确定故障点的具体位置信息。下面重点分析了主动式策略，它重点涵盖了阻抗法、行波法、零序电流突变法、信号注入法、中电阻法以及函数传递法。

2.1 阻抗法

如今，经常使用的一种策略之一就是阻抗法。这种策略重点是经过求解电流电压平衡方程的形式得到线路阻抗值，然后再利用单位阻抗进一步计算故障距离。通常来讲，阻抗法重点分成两种，即双端测距与单端测距[2]。前者重点是经过探究线路两端的电压和电流的特殊关系得到电压方程，进一步对故障距离进行计算；后者重点是经过探究测量端电压和电流的详细关系，进一步消去中间变量，这样就能够获得故障距离的表达式。

2.2 信号注入法

信号注入定位策略又叫作“S”注入法。这种策略发生在接地故障以后，根据信号注入装置经过母线PT 对于系统内部注入一定频率的电流信号。注入信号以后，信号在故障线路中不断扩散，最终回归大地。当使用外部信号的探测器进行检测时，假如监测到有故障信号流过，就能够断定此线路出现故障，利用信号探测器沿着故障线路进行查看后，当注入信号分布得十分密集时，就可以确定故障点，本次故障定位也就结束了。在操作过程中，其基波频率处在工频 n+1 次谐波和 n 次谐波之间，通常采取 220 Hz 频率，进一步降低故障信号对相关测量的干扰频率，让故障定位更加准确与迅速[3]。

这种策略非常有用，在运用中比较普遍，在经消弧线圈接地以及中性点不接地系统中比较适用。然而这种策略在接地电阻很大的时候不能准确地定位信号分流，并且使用信号注入设备进一步增加了成本与工作量，不能准确定位间歇性与瞬时性的故障。

2.3 中电阻法

人为地在系统中性点和地之间放入一中值电阻就是中电阻定位策略，在发生接地故障以后，经过电路的分流会逐渐形成工频故障电流，通过接地故障点流进大地。利用故障检测设备能够检测到电流，然而在故障点的下游就不能成功完成故障定位，这就便于故障点的定位以及确定。

这种策略因为不方便设计中值电阻，提高了成本，并且接地电流的扩增，人为地干扰了信号，这种策略还是不能检测间歇性以及瞬时性的接地故障。然而它提升了灵敏度，在运用中也比较普遍。

2.4 零序电流突变法

零序电流突变法经过改变消弧线圈的参数，形成的零序电流突变量完成定位。这种策略的详细操作步骤是，当接地故障发生的时候，消弧线圈的电抗值改变会进一步造成补偿电流的改变，于是进一步改变电抗值。这样当补偿电流形成突变以后，零序电流一直沿着故障线路通过接故障点进入大地，这时使用外部检测设备进一步检测突变电流，经过分析数据，在其分布比较集中的位置能够判断出故障点的详细位置。这种策略能够形成很大的信号强度，在复杂的设备运行环境中比较适用，然而不能有效地处理弧光以及间歇性接地故障，并且一定要利用自动调谐消弧线圈进行配合。人为地改变消弧线圈的电抗等相关参数，不利于维持电弧在故障线路中的平衡，对系统的安全产生影响，产生二次伤害，于是在应用过程中应该进行精准地控制，避免发生不好的事情。

2.5 行波法

当线路由于某种原因而产生故障时，故障点就会形成电流电压暂态行波[4]。它重点是对故障点的两端实行传递，在碰到没有持续阻抗的情况下，将会有透射以及反射的现象出现。而行波法重点是利用一点的方式列写出方程，进一步对故障距离进行计算。通常来讲行波法能够分成两种，即双端行波测距与单端行波测距。

3  信号注入法下的自动定位策略原理

运用最广且最有效的故障定位策略之一就是信号注入法。为了便于信号注入，在故障线路上配置了很多注入信号探测器，发生故障时探测器可以检测注入的电流信号并向主站传送探测结果，这样就能够经过分析主站的检测结果获得故障区段信息，实现故障定位了。利用 S 注入法进行选线定位是经过注入系统信号的相关通路，经过母线 PT 对于接地线的接地相注入一定的信号电流，然后使用信号电流探测器仔细查找故障点、故障线路。这种策略关于注入信号拥有很强的适应性，然而 S 注入法应该人为拿着定位探测器进行巡线定位，自动化水平低，工作效率很低。

4  故障定位装置

在现实应用中，故障定位装置通常采取总线结构，经过对机处理信号进行计算，最后完成故障定位。当外部高压信号的发生器出现电压信号以后，电压变换器开始作用，降低了幅值等比例，经过高速 A/D 信号的采集卡开展模拟信号的采样，并且通过  AD 变换形成对应的数字信号，经过 CPU 开展计算分析，保存好故障的位置信息，经过以太网等模块开展远程管理[5,6]。通常采取的高压信号发生器是利用比较常见的 50 Hz、220 V 电压通过升压变压器形成高压信号，然后通过充电与整流等过程，经过对两个电阻的比值进行调整，在阻值很小的电阻上得到电压信号。本装置采取的数据采集卡能够同一时间实行两路 A/D 转换，采样获得的数字序列在寄存器上进行保存后，经过 API 函数开展外部访问，提升访问权限以及编程效率，确保安全性。

5  结语

总而言之，相关部门的工作人员应该实时开展维修，而配电网的故障定位问题就是维修的重点。唯有了解了故障点，才可以进一步解决。关于配电网的故障定位，能够按照实际情况使用中电阻法与阻抗法等实行检测，这样能够最大限度地提升故障定位的正确性。