一種快速確定架空線路接地故障部位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于架空線路接地故障的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]架空線路主要指架空明線，架設(shè)在地面之上，是用絕緣子將輸電導(dǎo)線固定在直立于地面的電線桿或鐵塔上以傳輸電能的輸電線路。其架設(shè)及維修比較方便，成本較低，但容易受到氣象和環(huán)境(如大風(fēng)、雷擊、污穢、冰雪等)的影響而引起故障。
[0003]架空線路的主要部件有:導(dǎo)線、避雷線(又叫架空地線)、桿塔、絕緣子、金具、桿塔基礎(chǔ)、拉線以及接地裝置等。
[0004]其中，導(dǎo)線是用來傳導(dǎo)電流、輸送電能的元件。架空裸導(dǎo)線一般每相一根，220kV及以上線路由于輸送容量大，同時為了減少電暈損失和電暈干擾而采用相分裂導(dǎo)線，即每相采用兩根及以上的導(dǎo)線。采用分裂導(dǎo)線能輸送較大的電能，而且電能損耗少，有較好的防振性能。
[0005]避雷線一般也采用鋼芯鋁絞線，且不與桿塔絕緣而是直接架設(shè)在桿塔頂部，并通過桿塔或接地引下線，與接地裝置(通常是一根或數(shù)根接地電極)連接。避雷線的作用是減少雷擊導(dǎo)線的機會，提高耐雷水平，減少雷擊跳閘次數(shù)，保證線路安全送電。
[0006]桿塔是電桿和鐵塔的總稱。桿塔的用途是支持導(dǎo)線和避雷線，以使導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與避雷線、導(dǎo)線與地面及交叉跨越物之間保持一定的安全距離。
[0007]絕緣子是一種隔電產(chǎn)品，一般是用電工陶瓷制成的，又叫瓷瓶。另外還有鋼化玻璃制作玻璃絕緣子和用硅橡膠制作的合成絕緣子。絕緣子的用途是使導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線和大地之間絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強度，并用來固定導(dǎo)線，承受導(dǎo)線的垂直荷重和水平荷重。
[0008]金具在架空電力線路中，主要用于支持、固定和接續(xù)導(dǎo)線及絕緣子連接成串，亦用于保護導(dǎo)線和絕緣子。
[0009]架空電力線路桿塔的地下裝置統(tǒng)稱為基礎(chǔ)?；A(chǔ)用于穩(wěn)定桿塔，使桿塔不致因承受垂直荷載、水平荷載、事故斷線張力和外力作用而上拔、下沉或傾倒。
[0010]拉線用來平衡作用于桿塔的橫向荷載和導(dǎo)線張力、可減少桿塔材料的消耗量，降低線路造價。
[0011]架空地線在導(dǎo)線的上方，它將通過每基桿塔的接地線或接地體與大地相連，當(dāng)雷擊地線時可迅速地將雷電流向大地中擴散，因此，輸電線路的接地裝置主要是泄導(dǎo)雷電流，降低桿塔頂電位，保護線路絕緣不致?lián)舸╅W絡(luò)。它與地線密切配合對導(dǎo)線起到了屏蔽作用。接地體和接地線總稱為接地裝置。
[0012]線路的接地故障有永久性接地和瞬時性接地兩種。前者通常是絕緣擊穿導(dǎo)線落地等，后者通常為雷電閃絡(luò)和導(dǎo)線上落有異物等。其中最常見的是架空線路單相接地。
[0013]在現(xiàn)有技術(shù)中，確定接地線路一般采用試?yán)骶€路的方法。通常下列步驟處理單相接地故障:
[0014](I)判明是否真正發(fā)生單相接地；
[0015](2)判明是哪一相接地；
[0016](3)尋找哪一條線路接地；
[0017]操作時按線路負荷的輕、重和線路的長、短或線路的故障率等實際情況確定拉開線路的順序，若拉開某一線路時，接地信號消失，說明接地就在該線路上。
[0018]對于較短的架空輸電線路尋找接地點時，可安排人員沿線進行全面檢查，但是對于較長的架空輸電線路尋找接地點時，則通常采用優(yōu)選法進行。首先在線路長度的1/2處的耐張桿進行分段，分別拆開線路三相的引流線，使整個線路分為兩段，然后用2500V兆歐表分別測量三相導(dǎo)線的絕緣電阻，根據(jù)測量結(jié)果可判明線路的某段接地或兩段均接地。其次根據(jù)判斷結(jié)果繼續(xù)分段查找，逐步縮小查找范圍。待接地范圍縮小到一定程度，可安排人員沿線進行全面檢查。這樣可節(jié)省時間，減少勞動量，從而提高工作效率。
[0019]對高壓輸電線路而言，在變電所除了會裝有線路保護裝置外，還會裝有故障錄波儀、行波測距儀，有的還半裝有小波測距儀等，行波、小波測距裝置能較準(zhǔn)確的判斷出接地點位置，精度可以達到5km，一般情況下的精度能達到I?2km。
[0020]按照現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定，架空輸電線路的擋距(即兩跨桿塔之間的距離)，對于電壓為3?1kV的線路，城鎮(zhèn)為40?50m，郊區(qū)為50?10m ;對于電壓為3kV以下的線路，城鎮(zhèn)為40?50m，郊區(qū)為40?80m ;對于高于1kV的線路，按照國家《架空絕緣配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中的相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)判斷接地點位置的精度，所對應(yīng)的塔桿數(shù)量是較多的，在實際工作中，I?2km的定位精度，通常對應(yīng)著數(shù)十個甚至是上百個塔桿，需要在數(shù)量如此之大的塔桿之間的線路上進行接地故障點的現(xiàn)場查找，所涉及的人力、物力是十分可觀的，即耗時又費力，嚴(yán)重影響了架空輸電線路接地故障接地點的快速查找，不利于架空輸電線路接地故障的及時排除。
[0021]可見，現(xiàn)有技術(shù)在排查架空輸電線路的接地點時，存在排查手續(xù)耗時多，反應(yīng)速度慢，定位精度低的問題，尤其是在地勢復(fù)雜的環(huán)境下，不利于準(zhǔn)確、迅速地確定架空輸電線路的接地點，及時快速地排除接地故障。
[0022]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對電能的需要和依賴越來越高，能否迅速、準(zhǔn)確地確定架空輸電線路的接地點，及時快速地排除接地故障，已經(jīng)成為供電部門迫切需要解決的問題，也是電力部門供電運行過程中的一項重要考核指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快速確定架空線路接地故障部位的方法，其通過檢測、監(jiān)控、比較線路上各個塔桿的接地電流的方向，迅速定位線路的接地故障點，直接給出發(fā)生接地故障點的具體桿塔編號或位置，特別適合于長距離輸電線路或地形復(fù)雜環(huán)境下野外輸電線路的永久性或瞬時性接地故障的快速查找和定位，給線路搶修和故障恢復(fù)，提供了可靠、準(zhǔn)確的故障地點信息指示，有助于架空線路接地故障的迅速搶修和恢復(fù)供電，提高現(xiàn)場故障排查和事故處理的工作效率，降低故障停運時間，提高架空線路的安全有效運行率。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種快速確定架空線路接地故障部位的方法，所述的架空線路至少包括三相導(dǎo)線、避雷線、位于某一段架空線路上的多個桿塔以及接地裝置，其特征是:
[0025]對所述某一段架空線路上的多個桿塔進行編號，定義各個桿塔的ID編號；
[0026]在所述各個桿塔兩側(cè)的導(dǎo)線或避雷線上，分別設(shè)置第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2 ;
[0027]所述的第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2貫穿所述的導(dǎo)線或避雷線設(shè)置；
[0028]采集所述第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2的電流檢測信號；
[0029]分別將所述第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2的電流檢測信號脈沖化，轉(zhuǎn)換為第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F 2；
[0030]將所述第二電流互感器CT2的方波脈沖信號F2進行反相變換；
[0031]將所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F 2進行疊加；
[0032]對所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F 2進行相位比較；
[0033]當(dāng)所述架空線路的桿塔正常時，所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F2相位正好相反，所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F2的疊加結(jié)果為一由多個方波信號疊加組合而構(gòu)成的直線狀信號；
[0034]當(dāng)所述架空線路的桿塔出現(xiàn)接地故障時，所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號匕之間出現(xiàn)相位差，所述第一方波脈沖信號F i和第二方波脈沖信號F2的疊加結(jié)果為一帶有間隙或負脈沖結(jié)構(gòu)的方波信號組；
[0035]對所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F2的疊加結(jié)果進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)帶有間隙或負脈沖結(jié)構(gòu)的方波信號，立即對外發(fā)送接地故障報警信號，同時報送該桿塔的ID編號；
[0036]根據(jù)所接收到的桿塔ID編號，即可快速地定位所述架空線路接地故障的具體發(fā)生位置，其精確度可以具體到某一個具體的桿塔，便于線路檢修人員迅速到位，檢查和處理架空線路的接地故障。
[0037]具體的，采用正弦波變換成方波的方法，將所述第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2的正弦交變電流檢測信號脈沖化，轉(zhuǎn)換為第一方波脈沖信號匕和第二方波脈沖信號F2。
[0038]進一步的，所述的第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F 2的幅值相等。
[0039]進一步的，所述的間隙或負脈沖結(jié)構(gòu)的幅值高度，等于所述第一方波脈沖信號F1或第二方波脈沖信號F2*波脈沖的幅值高度。
[0040]更進一步的，當(dāng)所述的架空線路正常時，所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號匕相位差正好為一個方波脈沖的寬度。
[0041]更進一步的，當(dāng)所述的架空線路出現(xiàn)接地故障時，所述第一方波脈沖信號F1和第二方波脈沖信號F2之間出現(xiàn)一個小于或大于一個方波脈沖寬度的相位差。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0043]1.本技術(shù)方案通