快速查找低压线路单相接地故障

龙源期刊网快速查找低压线路单相接地故障作者：杨光磊来源：《科技信息·中旬刊》2018年第03期摘要：单相接地故障是我们生产中经常遇到的一种现象，为了快速查找到单相接地故障点，消除故障。我们运用“基尔霍第一定律”来查找400V线路单相接地故障点，效果很好，在生产实践中值得推广。关键词：配电变压器低压基尔霍第一定律节点零序电流单相接地前言在低压380/220V三相四线中性点直接接地供电系统中，如某支线发生低压单相接故障时，接地电流（零序电流）经大地流回配电变压器中性点，不再经该支线架空线路中零线（或称中性线）流回配电变压器中性点。该支线就出现零序电流，同时不满足“基尔霍第一定律”，即∑I≠0，并且配电变压器低压侧流向该支线的沿途三相四线电流失量和亦不符合“基尔霍第一定律”，即∑I≠0。其他，未流经该支线的三相四线中电流失量和仍符合“基尔霍第一定律”，即∑I=0。根据这一现象，很容易判断出接地故障点。1基尔霍夫第一定律介绍基尔霍夫第一定律的根据是电流的连续性原理：从一个地方流进多少电量的电荷，必定同时从这个地方流出相等电量的电荷。流过电路中任一节点的电等于零，这就是基尔霍夫第一定律，其数学表达式为：∑I=0（1）问题的提出目前，银桥供电所辖区内有400V线路195.17公里，配电变压器216台，总容量为：27540kVA，共有客户19494户。低压线路发生单相接地的次数也较多，为了提高供电可靠性，在保证连续供电的同时快速排除故障，利用基尔霍夫第一定律，不失为一种好方法。（2）单相接地情况的调查分析2005年11月3—5日，我抽查了辖区内一个村公所2003年农网改造前与2004年农网改造后低压线路发生单接地故障的报告记录并调查分类汇总，农网改造前后同期比较可以看出：龙源期刊网①农网改造后，室内线路都经过漏电开关大部分接地故障被切断，不影响正常供电，但漏电开关前端未经过漏电开关，永久性单相接地故障引起变压器中性点电位升高，变压器接地点周围形成跨步电压，将危及人身和设备的安全。②由于变压器出口没有安装漏保护装置，用户漏电开关前端至变压器处于漏电保护的盲区，加上用户的漏电保护器不一定达到100%的投运率，甚至有故障或失灵现象，所以单相接地故障必然会发生。2设定课题目标值分析①公司要求农村供电可靠性率≥99.4%；②如果能利用基尔霍夫第一定律查找故障，即可解决不停电查找故障，使供电可靠性率≥99.4%。3提出方案并确定最佳方案（1）选择单相接故障查找方案①利用基尔霍夫第一定律，使用钳型电流表快速查找出故障点，此方法称为电流法。②在三相四线制中性点直接接地的低压供电系统中，如线路发生单相接地时，中性点电位必然升高，利用这一特点，使用电压表查出故障点，此方法称为电压法。③线路发生单相接地时，线路对地电阻呈下降现象，利用此特点，使用摇表测量电阻对比正常时电阻值，可以查出故障点，此方法称为电阻法。（2）接地故障查找方案选择试验分析方法①、②普遍应用于400V线路，且在带电情况下查找；方法③应用于400V线路不带电的情况下使用。方法①优点：不停电，查找时间短，工作效率高。缺点：带电测量有一定的危险性；接地电流不大时，测量误差大，影响判断。方法②优点：查找故障点准确率高。缺点：反复停电，作业量大，查找时间长。方法③优点：适用于小范围室内线路，或10kV停电线路（此处只针对低压，故不作研究）。缺点：停电。比较此3种方法，方法①利用基尔霍夫第一定律，效果比较理想。龙源期刊网利用基尔霍夫第一定律查找接地故障方案举实例说明：2009年12月28日，银桥供电所供区内向阳溪村发生了一起400V线路单接地现象。10：30，我供电所工作人员赶到现场后，测量到该变压器中性点电位为：110伏特，工作接地引下线的接地电流为：3.7安培，很明显是该变压器400V线路发生了单相接地现象。为了快速查找到故障点，QC小组应用“基尔霍夫定律”的原理，来查找故障。大约经过1个小时的登杆测量400V线路节点电流数据，并通过分析计算后，很快就锁定了故障点方向，于11：30就查到故障点所在位置。现场测量电流有效值数据分析如下表1单位：A由于测量值为有效值，用瞬时值计算较为繁琐，将上式中测量值代为有效值，假设测量值是在负荷稳定情况下（即负荷波动不大），测得数值，并令wt=0，∮=0，并用复数形式计算。接地电流：Id=In-I0=4.36-4=0.36（A）计算出接地电流填入表1中。为根据计算分析后，顺着零序电流方向测量，“顺藤摸瓜”查找故障点。由表（1）中数据可以分析出：1号杆支路2有单相接地现象。经以上方案选择分析试验表明：利用基尔霍夫第一定律查找接地故障方案可行，可推广。但在实际应用中存在问题：a）采用单只钳型电流表测时，存在测量时间差，读数不准确；b）测量中负荷电流不断变化，影响读数准确性；c）测量方法、读数存在人为误差。4制定对策深入研究分析后，为了准确测量零序电流值，提出解决上述问题相应改进措施：用特制四只钳型电流表，分别卡入三根相线和零线，并将其二次线圈串联，留出开口，开口处接入电流表，电流表测得数值便是零序电流值。若零序电流值等于零，则说明线路运行正常，反之不正常。顺着有零序电流值走，就很容易找到故障相的接地点了。5对策实施龙源期刊网目前，还没有研制出同时测量三相四线线路中零序电流的装置。只用单只钳型电流表测量，分析计算出接地电流。计算出的接地电流（序零电流）不可避免地有误差，特别接地电流小于3A时，较难准确计算出其电流。解决接地电流较小的问题，一般采用断开正常相，只供故障相，增大接地电流，以便准确测量判断。6效果检查自利用基尔霍夫第一定律查找接地故障以来没有发生查找不到接地故障的案例。7结论从理论到实践证明，应用基尔霍夫第一定律，能方便快速查找到低压单接地故障点，是查找低压单相接地故障的重要依据。参考文献：[1]南京电力学校洪佩孙编中等专业学校教材《电力系统继电保护》水利电力出版社出版，1987年11月第二版。[2]张洪让主编《电工基础》上下册，高等教育出版社1989年4月第11次印刷。作者简介：杨光磊（1971.11-），男，云南大理人，大学专科，毕业于昆明理工大学，现工作于大理城区供电局，助理工程师，从事配电线路运行维护工作。