（身份证号码：15272219741009xxxx 内蒙古鄂尔多斯市 017000）
摘要：针对一起配电线路断线故障，分析10 kV配电线路发生断线时的电压变化情况。通过分析不同情况下配电线路断线故障对电压的影响，得出该类故障发生时母线电压变化范围及规律。本文确定断线部位，及时隔离故障，提高配网供电可靠性。
关键词：配电线路；电压异常；接地；断线
导言
在小电流接地配网中，发生单相接地现象较为普遍，也比较容易判别。配电线路断线现象也时有发生，但是调度员有时会将发生断线故障和接地故障产生的电压变化混淆，不能及时判断故障类型，从而延误事故处理，因此如何根据母线电压变化快速准确判定故障类型尤为重要。
1 10kV配电线路断线故障的原因
1．1机械外力的破坏
配电线路容易受到其他工程施工、爆破以及挖掘等作业的破坏，造成线路断线。一些大型设备的用电功率与电压超过额定值时，也会导致配电线路出现故障，影响电网系统的正常运行。此外，由于配网线路所使用的材料一般造价较高，一些不法分子对导线进行盗窃，导致了线路断线故障。
1．2受到极端、恶劣天气影响
一些天气现象，比如说雷暴天气，一旦雷击中配电线路，绝缘子和横担位置出现闪烁放电，产生电弧进而造成导线烧伤、出现断线故障。
1．3电气作用引发的断线故障
比如，由于短路而造成的导线被烧断，或者是因为绝缘导线由于电场不均衡导致的断线。
1．4配电线路导线的质量问题
目前我国的配电线路主要使用如图1所示的导线类型，配电线路使用的导线质量好坏影响了导线的运行寿命和平稳度。配电线路导线老化或者出现质量问题都会造成线路故障。
1．5施工质量问题导致断线故障
配电线路架设施工时，如果工作人员忽略一些施工细节，比如接线和安装绝缘体，都会导致配电线路出现故障。
1．6配电线路设计不合理
配电线路架设工程施工是依据配电线路的设计来进行，配电线路设计不合理从配网建设初期就买下了隐患。
2 10kV配电线路断线故障异常电压的检测
2．1单相断线故障检测
2．1．1检测单相断线故障点两边电压的变化情况
第一，确认电压大小与故障点的联系是否是紧密相连的。通常情况，电源侧电压一般会升高只原电压的1．5倍，而另一侧的电压会降低至原电压的1/2，这证明电压大小与故障位置是紧密相连的。第二，电源侧的零序电压会达到故障出现之前的1/2，但是断线故障不会影响电源一侧的电压，更不会影响到电源一侧的正常供电。第三，负荷侧的相电压会降低1/2，甚至可能降为0。同理，负荷侧电压的大小与故障位置是紧密相连的，负荷侧的零序电压将增大至原本电压的1．5倍。并且因为负荷侧电压不对称，导致故障配电线路无法进行正常供电。
2．1．2检测单相断线与接地的复杂故障
由于10kV配电线路出现单相断线故障时，故障点负荷侧的负序电流的流向与线路电流的流向是相反的，并且负序电流比正常线路电流大很多。这样就能判断出线路的故障情况，从而有效地开展断线故障检测工作。
2．2多相断线故障检测
多相断线故障主要和电压、电流变化有关系。首先是电压变化。发生多相断线故障的情况，电源侧电压是对称的，并不会对电路运行带来不利影响，但是负荷侧的电压是呈现相反的情况。通常来说，电源侧的电压是相等的或者回到原来的电压值，而负荷侧的电压是降低的，甚至会出现降为0的情况。其次是对多相断线与接地的复杂故障检测。一旦出现两次以上的断线故障，负序电流会变成0，而且故障前后的电流会发生大幅波动，一般可以以此为依据对多相断线故障进行检测。
3不同断线位置电压特征
不同断线位置电压特征如表1所示。
根据断线情况的不同，电源侧A相电压将升高为1~1.5倍相电压，B、C两相电压将下降为0.866~1倍相电压。电压的变化情况将随着断线点的不同而变化，距离电源点越近，电压波动越大，对于末端线路断线，三相电压变化幅度不大。根据断线情况的不同，负荷侧A相电压将下降为0~0.5倍相电压，B、C两相电压将下降为0.866~1倍相电压。对于末端线路断线，A相电压接近于零。由于10 kV城南三回线A相断线时，110 kV十里堡站侧10 kV A相电压为6.73~6.85 kV，B相为5.54~5.65 kV，C相为5.57~5.63 kV，而这与上述分析电压变化完全一致，因此可判定为10 kV城南三回线A相在线路中间偏后的地方发生断线。
4 10kV配电线路断线故障异常电压的定位探索
由于断线故障发生前后，故障位置两侧的相电压发生变化，两侧的零序电压也有各自变化的趋势。因此，需要进行线路划分，在各个节点位置布置电压监视装置，在出现故障时，及时收集各个节点的相电压或零序电压，并反馈至变电站。如果相邻的节点出现不一致的变化情况，就可以基本证明是两个节点之间的区域发生故障。
4．1单相断线故障定位
由于出现单相断线故障时，故障位置两侧的相电压呈现不同的变化情况，同时两侧的零序电压的变化趋势也不相同。首先，将故障线路划分成为几段，在相应的节点位置设置电压监视装置和带有开口的三角形TV，在出现故障之后，采集每个节点位置的相电压或零序电压的数值，并上传至变电站。如果有相应的两个节点的相电压或者零序电压出现了不同的变化情况，那么这两个节点之间的区域就是出现故障的线路段。这样就完成了对故障位置的快速定位，进而可以及时地对故障进行处理。
4．2多相断线故障定位
第一，发生两相断线故障时，故障定位要首先考虑电源侧零序电压瞬间增大的情况以及另一相电压的数值下降的情况。并且这种类型的断线故障中，负荷一侧三相电压的数值基本是一样的，最小电压可能为0．此外，电源侧的零序电压将明显变大，甚至会增大到故障发生之前的相位电压值大小。这里需要注意:一般情况下，电源侧和负荷侧TV开口的三家电压都是小于100V的。在出现末端断线的情况时，电源侧的TV开口三角电压会变为0，负荷侧的TV开口三角电压则接近100V。如果是断线发生在开端，以上情况则正好相反。第二，发生三相断线故障时，故障定位时要考虑发生故障之后，电源侧的各相位电压是否保持在恒定的情况下，并且是否和发生故障之前的相电压值相同。但是，负荷侧的各相位电压则下降、甚至降为0，并且相对应的零序电压都为0．出现这种情况，按照检测到的故障位置两侧相电压值或者是根据TV开口三角电压进行故障的定位。除此之外，研究学者对于定位断线故障还有更多、更深入的研究，根据实际情侣，灵活地运用断线故障定位方法，才能真正快速、有效地解决故障问题。
结束语
通过一起由断线故障引起的电压异常进行分析判断，进而对断线故障进行数学建模，详细阐述与分析了不同情况下断线引起的电压异常变化规律，得出电压变化的范围，初步判断线路断线位置，能够快速准确进行事故处理，对今后类似事件的处理提供借鉴。
参考文献：
［1］丁雪峰，郑先锋，郑梅.35 kV及以下电力电缆技术［M］.北京：化学工业出版社，2015.
［2］刘建，沈冰冰，赵江河，等.现代配电自动化系统［M］.北京：中国水利水电出版社，2016.
［3］马腾，丛伟.10 kV配电线路断线故障检测与定位研究［D］.济南：山东大学，2015.
［4］何金良，傅芳伟，陈水明，等.10 kV绝缘导线配电线路断线机理分析［J］.电力建设，2015，22（7）：6-9.
论文作者:王军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：断线论文; 电压论文; 故障论文; 相电压论文; 线路论文; 多相论文; 情况论文; 《电力设备》2017年第14期论文;