[发明专利]在架空地线融冰时对接地故障定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统故障监测领域，具体而言涉及一种在架空地线融冰时对接地故障定位的方法。

背景技术

输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。直流融冰装置目前已大量应用于导线融冰，并取得了非常好的效果。然而，对导线完成直流融冰只能够保证导线不因覆冰而断线或是倒塔，但并不能保证该条线路可以恢复送电。输电线路不光包含了输电导线，还包含了架空地线（避雷线）。为了起到避雷的作用，架空地线一般会安装在输电导线的上端、输电铁塔的顶端。在冬季，架空地线上也会覆冰，并且因重力而下垂，当架空地线与导线之间的距离减小甚至地线断线搭落在输电导线上时，会出现导线对地线放电形成接地故障，导致交流线路的保护跳闸，从而会再次中断输电线路的电力传输。因此，要使冬季覆冰线路彻底实现输电目标，就必须对架空地线也进行融冰。

架空地线与输电导线不同，架空地线通过金具直接固定在输电铁塔上，即架空地线在每基铁塔上都有一个接地点。即使直流融冰装置的直流电压可以加在架空地线的两端，由于中间多点接地，架空地线也无法形成融冰电流回路，无法进行电流融冰。为了使架空地线能够形成融冰电流回路，就必须解除架空地线与每基铁塔的直接连接，而是采用绝缘子将架空地线与铁塔进行连接，即对架空地线进行绝缘化改造。

在对架空地线进行绝缘化改造时，需要解除架空地线与铁塔的直接电气连接，因此要考虑架空地线的防雷作用，要保证在线路受到雷击的情况下能够可靠地泄漏雷电流。目前常用的方法是，在绝缘子旁边再并联一个放电间隙。如附图2。通过这种架空地线的绝缘化改造后，架空地线既可以防雷，又不直接接地满足融冰要求。

架空地线在绝缘化改造后仅是理论上满足了融冰要求，在实际中还需要考虑一些其它影响因素。导线的导电部分材料一般是铝或者铜，单位长度的电阻较小；而在输电线路进行正常输电时，架空地线不需要长期通流，其导电材料一般都是钢，钢线的单位长度电阻比铝线要大得多。如果按照对导线进行直流融冰的思路，只要将2根地线在远端短接后，在本端接入直流融冰装置的正负端就可形成直流回路，那么所需的直流电压会非常高，往往是已有的导线直流融冰装置所无法达到的。另一方面，形成融冰回路的2根地线的型号很有可能不同，所需的融冰电流大小也不相同，很难同时满足2根地线的融冰需要。即使对于同一根地线，它也可能是由不同型号的钢线串联而成，每个分段所需要的融冰电流大小也不相同。由于以上原因，目前实际采用的一种对架空地线进行直流融冰的方法是，根据架空地线中各串联分段的型号等因素先对架空地线进行分段，然后借助于2相导线使融冰装置和架空地线之间构成融冰回路，对架空地线进行分段融冰，如附图3所示，通过人工临时连接线，将A相导线与待融冰的架空地线分段的其中一端连接，通过临时连接线将架空地线的另一端与C相导线连接，然后在A、C相导线之间加上直流融冰装置的直流电压，实现了对架空地线的分段融冰。目前在工程上已经有经过绝缘化改造后的架空地线成功地进行了分段直流融冰的案例。

在对架空地线进行了绝缘化改造后，架空地线与输电铁塔之间的绝缘化连接点往往是架空地线对铁塔的绝缘薄弱点。由于在设计过程中为绝缘子或放电间隙选取的耐压水平裕量偏小，或施工过程中对放电间隙调节的间距偏小等原因，都有可能造成架空地线在融冰过程中出现对地放电而导致保护动作的情况，从而无法顺利对架空地线进行融冰。

目前遇到的问题是：在对架空地线进行直流融冰时，一旦出现了架空地线接地故障，就只能靠人工去寻找故障点。输电铁塔的高度一般有几十米，架空地线都是安装在输电铁塔的最顶端，每检查一基塔都需要人工爬上铁塔的顶端进行检查；并且融冰一般是在冬季，天气条件比较恶劣，这也增加了人工作业的难度；有融冰需求的线路往往是跨越山区的，输电铁塔一般沿着山坡架设，从一基铁塔行走到另一基铁塔非常不方便，如果是在夜间巡线，将会进一步加大人工作业难度；另外，故障点的检查一般都是靠人工检查，如果故障点的放电痕迹不够明显，即使人工爬上了故障点的附近也有可能错过了该故障点。

鉴于以上原因，架空地线融冰时接地故障的自动定位技术非常重要，可以节省大量的人力，并可大大缩短故障定位的时间。

目前，在输、配电系统中已有一些线路故障定位方法。总体上可以归纳为3种方法：1.配电网络中的故障指示方法；2.输电系统中的行波测距方法；3.阻抗法。