浅析故障指示器在10kV线路上的安装与应用

李振杰

（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东江门529100）

摘要：目前，线路故障指示器尚未在电网中得到广泛应用。究其原因，一是对故障指示器的研究和改进不够深入，有待进一步完善；另一方面，对于故障指示器使用技术的宣传推广工作也需同时进行。现就这两个问题进行一些探讨。

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关键词 ：供电可靠率；故障指示器；安装；应用

0引言

新会供电局以省公司创先工作为契机，深入践行南网方略，贯彻落实广东电网公司发展战略，以客户为中心，以“提高供电可靠率”为总抓手，开展创先工作。为提高供电可靠率，新会供电局双水供电所于2014年在10kV配网线路安装线路故障指示器，对线路实行“靶向治疗”，缩短抢修时间。经过一年的运行实践，效果较好，故障准确指示率达90%以上，减轻了巡线人员的劳动强度，提高了巡线效率，缩小了停电范围，提高了供电可靠性。现对安装位置选择及注意事项、故障判定作如下介绍。

1故障指示器系统组成

故障指示器系统由若干个架空线路监测点和1套主站系统组成。每个监测点的设备包括：3～30只LPK2?A数字故障指示器、1台数据采集器（含太阳能电池板和后备电池）。主站系统包括：1台服务器、工控机或商用工作站（单机模式）或者1台嵌入式服务器+1台工作站（服务器+工作站模式），1套主站软件（图1、图2）。

2工作原理

指示器的工作原理是利用短路电流的电磁感应产生磁力，驱动指示器动作机构动作，显示装置呈现动作状态，显示安装点通过了事故电流。

3故障指示器作用

故障指示器以往仅仅是安装在高压配电线路上，用作指示故障电流通过的线段，缩小故障点范围，加快故障排除，节省查线时间，并使线路正常部分尽快恢复供电，提高供电可靠性。除此之外，运用指示器工作原理，将其安装在变电站出线出口处，还可以作为变电站继电保护的一种辅助装置。当站内出现故障或保护装置误动作时，出线开关可能跳闸，但故障原因在站内，在出线出口安装指示器，可以作正常显示，说明故障不在线路上。这样还可避免线路和变电事故责任不清，划清责任界限。另一种情况，当线路上发生故障而出线开关拒动时，往往还要造成越级跳闸。如果出线安装了指示器，指示器动作就可以指示故障线路，这就避免了试送查找故障线路的复杂操作，提高了变电运行的供电可靠性。在单电源运行的送电线路上分段安装指示器，同样可以缩小故障点范围，加速故障点查找；如果两个供电单位共同维护一条线路，分界点上安装指示器，也可以起到分清事故责任界限的作用。因此，线路故障指示器不仅仅能在高压配电线路上使用，还可以在变电站出线出口处和送电线路上使用。

4故障指示器改进

原来产品的动作电流均为200～800A，这样厂家方便，产品合格率高，甚至可以不作出厂试验。但是使用部门不适应，有两个方面的问题：如果产品动作电流偏低值（例如200A），当线路负荷电流接近或超过这个电流时，指示器误动；相反，如果指示器动作电流偏大（例如800A），在长线路情况下，末端短路电流可能小于这个电流，发生末端短路时，指示器拒动。因此，指示器动作电流应按工作电流系列化，以便使用部门选择，具体建议如表1所示。

5型号选择

故障指示器作为电网保护的辅助装置，其灵敏度和可靠性应达到一定要求。结合建议之型号分级，选择时应满足下列要求：

（1）线路负荷电流应不大于指示器工作电流，即：I负荷≤I工作。这样，至少可以得到1.2的可靠系数。

（2）要有一定灵敏系数。根据负荷电流初步选型后，还应用线路末端短路电流核算灵敏系数。灵敏系数等于末端电路电流Ik和指示器动作电流Id或最大动作电流IA之比，灵敏系数应不小于2。

6安装

指示器的安装，不需截断或拆开导线，只要拆开其外壳和内盒，放下信号牌，扳开动铁，便可将导线卡入铁芯中，再逐步放好信号牌，装上内盒和外壳，用挂钩和顶紧螺丝将其固定在导线上。指示器安装要垂直于地面，信号牌轴垂直朝下。

7安装点选择和事故范围判断

安装点的选择，主要依据如何才能最迅速地判断事故点范围。一般安装于：

（1）线路分段处。对于10kV主干线路应在2km左右的耐张杆或有线路断路器的前一基杆处安装一组，便于故障时断开。依此类推，一般主干线路以安装3组为宜，另外安装地点应考虑交通方便的杆塔，便于故障时观察。这样把主干线路分成4个自然段，故障时，故障点至电源之间所装设的指示器将有红色标记指示，巡线人员可根据各指示器动作与否，正确判断出故障线路区段。

（2）线路分支处。分支线路安装要点：一般分支线与主干线路的连接点处都应装设有跌落保险或断开设备，可在分支线的断路器出线上装设一组，如果分支线较长，可在该分支线路的1/2距离处再装设一组。线路故障时首先观察各分支线连接处指示器动作情况，若发现异常，应首先断开该线路，恢复好其他线路的供电，并继续检查中段线路指示器的动作情况。若中段指示器有指示，故障点在该线路的后半部分；若中段指示器无异常，则故障点就在线路的前半部分。缩小故障范围后，很容易查出故障点。

故障的判定：目前使用的故障指示器已由过去单一的短路指示过渡为短路、接地指示“二合一”型。当发现某一个安装点的故障指示器只有一个发红时，说明该相安装点至负荷侧有接地现象；如果有两个发红，说明该点与负荷侧有“短路”或“短路接地”现象；如果3只指示器都发红，说明该点至负荷侧有“短路”现象（一般为附近树木造成）。

（3）变电站出线出口处，如图3所示。

Dl指示器位于变电站出线分界点，判断线路开关跳闸事故点在站内还是站外。开关拒动时，又可作为出线保护的辅助装置，指示故障线路。

D4指示器位于线路BC段的分段处，用于缩小一次查找范围。安装与否取决于线路BC段的长度和交通情况。线路短，或较长但沿线机动车辆可到达、查线方便，便可不装；反之，在机动车辆不可到达之处装一组为好。

其余各组均位于分支线的首端。

事故点范围是在动作的最后一组指示器的安装点到下一组没有动作的指示器的安装点之间，安装在线路末级的指示器动作，说明事故点就在这条支线上。

按照图3情况简介一下线路出线开关跳闸后进行事故点寻找和判断的程序：

1）线路出线开关跳闸后，首先检查D1动作情况。没动作，事故点在站内，或操作、控制系统误动作，排除线路事故的可能；动作了，排除站内原因，通知线路维护部门查线处理。

2）线路维护部门接到D1指示器动作通知后，迅速到B点检查指示器D2、D3动作情况。D2、D3都没有动作，说明事故点在AB之间，排除后面线路事故的可能性，只要在AB间沿线详查；如果D2、D3之中某一组动作，就查动作那一组指示器之后的情况，排除没动作那一组线路事故的可能性。例如，D2动作，D3没动作，就排除BE支线事故的可能性，断开BC支线，首先恢复对BE支线供电。下一步，检查D4、D5、D6和D7动作情况。如果D4、D5动作，D6、D7没动作，就排除了BC之间和D6、D7两条支线故障的可能性，事故点在D5支线上，断开后，可以恢复对D6、D7支线供电，只在D5支线上查找事故点并排除之。

8结论

2014年初，我们在分支线较多、故障频繁的110kV双水变电站10kV濠冲线和110kV天亭变电站10kV朗头线的线路上安装了线路故障指示器。通过一年时间的运行，故障指示器动作可靠率超过90%，大大缩短了线路故障查找时间，提高了事故后送电效率。2014年，从线路发生的接地事故看，故障指示器均能准确显录线路故障的地点，从而缩短了故障修复时间，节省了大量的人力、物力。如原来线路发生故障时，一般每次都要动用10～20人、4～5辆车，少则3h、多则半天才能找出故障点，而现在只需2人、最多1h就可以发现故障点。该装置的应用彻底改变了过去盲目巡线、分段合闸试送电查找故障的落后做法，缩短了停电时间，有效地提高了供电可靠性和经济效益。2014年，江门市新会区双水镇客户平均停电时间为2.75h/户，客户平均停电次数为0.85次/户，分别同比2013年下降了49.8%和45.5%。

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参考文献］

［1］郑宗安.提高供电可靠性的探讨［J］.中国电力，2002，35（4）：32?34.

［2］曹建忠，熊卿府.电力电缆运行及检修［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［3］徐丙根，李胜祥，陈宗军.电力电缆故障探测技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.

收稿日期：2015?07?28

作者简介：李振杰（1974—），男，广东江门人，工程师，研究方向：配网运行管理。