小电流接地系统单相接地故障定位装置

1、KA2003-DW型小电流接地系统单相接地故障定位装置使用说明书 目 录一、概述1二、定位装置技术指标2三、技术特点2四、定位原理2五、成套装置构成3六、定位步骤5七、操作说明7八、注意事项7一、概述我国366kV配电网绝大多数都采用中性点非有效接地方式，又称小电流接地系统。其优点是发生单相接地故障时，不需要立刻断开故障线路，允许带故障运行一到两个小时当发生单相接地故障时，接地电流很小，多数情况下接地点电弧能自行熄灭，线路绝缘不会破坏，不需要断开线路就能恢复正常，运行可靠性高。缺点是在发生单相接地故障时无法确认问题出在哪一条线路上，无法迅速找到故障点。由于这种故障引起的相电压升高对系统的绝缘性

2、能构成很大威胁，必须迅速查出故障线路并加以排除。但众所周知，因此小电流接地电网运行中有两个问题需要解决，一是当发生永久接地时，需要选出故障线路（以下简称选线）；二是对选出的故障线路进行定位二是迅速查找故障点（以下简称定位），以便对故障进行处理。传统方法是逐次拉路选出故障线，再用人工巡线目测法确定接地点的确切位置。拉路选线造成非故障线用户不必要的供电中断。目测巡线定位耗费大量的人力物力。这两种方法与现代电网高度自动化极不适应。通过众多专家、学者的多年努力，目前选线问题已取得了重大突破，实践表明新型选线装置的选线正确率不低于95，可以满足配电网运行的要求。与选线问题相比，小电流接地系统的故障定位问

3、题至今依然没有得到很好地解决，目前依然需要通过人工巡线目测确定故障点。目前我国输电线路故障定位技术已取得重大进展，定位效果很好，但是配电线路的故障定位技术还无法满足现场要求。原因在于配电线路结构与输电线路相比有很大差异，特别是366kV配电线路分支众多，往往存在多级分支，而且线路上安装有大量配电变压器，从而导致广泛应用于输电线路的阻抗法、行波法等定位技术在配电线路上难以应用。为此，我公司与华北电力大学合作开发研制了新型的KA2003-DW-LX/型配电网离线式故障定位装置。装置采用国际首创的交、直流定位方法，操作简单、定位准确，该产品已获得实用新型专利。二、定位装置技术指标1. 适用范围： 3

4、66kV架空线路 2. 环境温度： 20503. 工作电源： 车载直流12V电源4. 输出电压： 3000V5. 输出电流： 200mA6. 功率损耗： 20W7. 测量精度： 1%8. 定位误差： 0m三、技术特点1. 能够准确确定故障点的位置。2. 不受线路分布电容的影响，能够有效解决高阻接地情况下的定位问题。3. 高压信号源采用车载电源供电，信号检测器采用手持结构、电池供电，便于野外操作。4. 采用高压信号源，可以保证击穿接地故障点，使故障重现；采用60Hz交流信号，可以保证不受工频信号的干扰，提高测量精度。5. 技术成熟、可靠性高，适用于366kV配电网，适用于金属性接地、电弧接地、过

5、渡电阻接地等多种故障情况。6. 定位时间短，各种单项接地故障查找时间一般不超过半小时能迅速找到故障点。极大的节省了人力、物力。四、定位原理装置采用国际首创的交、直流混合信号定位原理，简称直流法和交流法。1. 直流法向故障线路故障相注入高压直流信号，根据基尔霍夫定律，直流信号一定通过故障点构成回路。那么从线路始端到故障点的路径上就能够测量到与注入信号近似等值的高压直流信号，而非故障区域（包括非故障分支和故障点后）则只能测量到微弱的直流信号（线路上的变压器、PT影响所致）。因此沿线路在关键分支处用直流信号检测器测量各个分支流过的直流信号，如果发现某一分支能够检测到直流信号，说明故障点在该分支下游，

6、如果不能检测到直流信号，说明故障点在该分支上游。依据此原理可以准确确定故障区段。2. 交流法确定故障区段后，向故障线路故障相注入高压交流信号，根据基尔霍夫定律，交流信号也一定通过故障点构成回路。根据电磁感应原理，在故障区段内一定会有与注入信号同频率的磁场产生。由于确定故障区段比较短，信号受线路电容电流影响很小，在故障点前后，交流信号将出现五倍以上的幅值变化。这样沿着故障区段使用交流信号检测器测量交流信号，就可以准确确定故障位置。单一的使用直流法需要频繁登杆，如果线路上有大量的变压器还会影响到定位精度。而单一的使用交流法，在线路较长的情况下就会受到线路分布电容的影响，同样影响定位精度。针对当前我

7、国配电网的特殊情况，我公司提出了交、直流混合信号定位原理，这样既避免了频繁登杆，又解决了交流信号受线路分布电容影响的问题，确保定位误差为0米。五、成套装置构成定位装置主要由高压信号源和信号检测器两个部分组成，详细说明如下：1. 高压信号源高压信号源由逆变电源、调压器、升压变压器、整流元件依次连接组成。逆变电源将车载直流12V电源逆变为交流220V、60Hz电源，交流电压再依次通过调压器和升压变压器，在变压器的输出端得到电压恒定的高压交流信号。高压交流信号经过整流元件整流、滤波，输出平稳的高压直流信号。通过调节调压旋钮可以控制输出电压（03000V），以击穿故障点，使故障重现。示意图如下： 高压

8、信号源操作面板上有电压表、电流表、启动按钮、调压旋钮及高压交、直流输出端子组成。如下图：调压旋钮可以控制输出电压、电流的大小，电压表、电流表显示当前装置输出电压、电流值。高压交、直流输出插座用来引出高压交、直流信号。2. 信号检测器信号检测器包括直流检测器和交流检测器。1） 直流信号检测器如下图所示，直流检测器包括带蓝牙功能的霍尔直流检测器和蓝牙无线接收器。直流检测器边缘处有钳型开口用于套接线路，钳型开口内部嵌有霍尔元件，能够利用霍尔效应对直流信号进行检测。检测信号经过A/D转换后传输给蓝牙无线发送器。蓝牙无线接收器能够接受信号并将结果显示到液晶屏幕上。当线路注入直流信号后，需要登杆将检测器套

9、接在线路上，在线路下方的蓝牙无线接收器能够自动显示测量结果。直流检测器2） 交流信号检测器交流信号检测器由电磁场感应器及信号处理显示单元构成。当故障线路注入60Hz交流信号时，线路周围能产生同频率的交变电磁场。电磁场感应器是一个多匝的感应线圈，能够在105m范围内感应出交流电压信号，其幅值与线路上的电流幅值成正比。感应信号经过滤波、放大后，结果显示在液晶屏幕上。因此，当线路注入60Hz交流信号时，在线路下方就能够用交流信号检测器进行检测并自动显示电磁场强度。交流信号检测器如下图所示：交流检测器六、定位步骤定位过程由定相、定段、定点三步组成。如果通过绝缘监察装置已经确认故障相，第一步“定相”可以

10、省略；如果已经确认故障区段在2000m范围内，第二步“定段”可以省略，直接用交流信号“定点”。1. 定相分别向故障线路A、B、C三相注入大小相等的高压直流信号（100mA），注入电压最低的一相为故障相。2. 定段向故障相注入高压直流信号（100mA150mA），高压直流信号将沿线路流至故障点，并经故障点流入大地。这样，从信号注入处至故障点会有等值的直流电流，非故障分支只有很小的直流电流，如下图所示，细线表示线路，粗线表示直流电流流向。 手持直流信号检测器在线路主要分支测量直流信号，如果测量值大于100说明故障点在下游，如果测量值小于30说明故障点在上游。按照上述方法，就可以准确确定故障区段。直

11、流信号检测示意如下图：3. 定点当确定故障区段后，断开高压直流信号，注入高压交流信号，并使之维持在100mA150mA，交流信号将沿线路经故障点流入大地，如下图：手持交流信号检测器沿着故障区段行进，当测量值大于200时，故障点在下游；当测量值小于50时，故障点在上游，当交流检测器靠近故障杆时，测量值大于300，从而确定该点为故障点。七、操作说明1直流定段1) 断开故障线路，拉开隔离刀闸，确认线路不带电。2) 将输出引线插入高压直流输出端口，“直流”与电线杆接地扁铁相连，“直流”接故障相。3) 将车载直流12V电源接入装置，灰色引线接地（单独接地，与高压接地分开），红色引线接“车载电源”，黑色引

12、线接“车载电源”，严禁反接，否则可能损坏装置。4) 按下启动按钮，听到“嘀嘀”两声（正常启动提示音），此时工作指示灯点亮。调节调压旋钮，使电流维持在100mA150mA。5) 用直流信号检测器在线路主要分支处登杆检测，检测时将蓝牙无线发送器固定在绝缘杆上，手持绝缘杆将钳型开口套接在线路故障相上，在线路下方的蓝牙无线接收器就能够接收到检测的直流信号。当测量值大于100mA时，说明故障点在检测点下游，当测量值小于30mA时说明故障点在检测点的上游。6) 按照上述方法确定故障区段，使故障段在2km范围内。7) 调节调压旋钮使调压器归零，断开启动按钮。2交流定点1) 将高压引线从直流输出端拔出，插进交流输出端口。2) 按下启动按钮，调节调压旋钮，使电流维持在100mA150mA。3) 手持交流检测器沿着确定区段寻找接地故障点（交流检测器应与线路保持垂直），当测量值大于200时，故障点在下游；当测量值小于50时，故障点在上游，当检测器靠近故障杆时（交流检测器应与故障杆线路保持平行垂直）测量值大于300，从而确定该点为故障点。4) 调节调压旋钮使调压器归零，断开启动按钮。八、注意事项1. 使用装置前，线路必须停电。2. 线路上不能悬挂接地线。若用户侧存在PT中性