架空电力线故障定位装置

在电网中，用于确定故障位置的设备很普遍，主要是在 架空电力线 10 kV 及以上的电压，基于紧急模式参数的测量。这些设备可分为两大类，旨在定位短路和接地情况下的损坏位置。

确定短路时的故障位置

确定线路短路的位置尤为重要，因为在永久性损坏的情况下线路中断与电力供应不足和对消费者的物质损失有关。在这些情况下，加快损害赔偿的查找具有很大的经济效果。

根据操作原理加速搜索和确定短路位置的设备，可分为两个子组：

1）确定到损坏处距离的固定装置，应急运行时自动测量和固定相关电量；

2）确定线路损坏部分的装置（网络传感器、短路指示器、紧急操作期间电气值变化的自动监测和修复）。

已经开发出各种类型的固定装置，其中许多已成功运行。在电压为 10 kV 的农村配电网中，使用 FIP 类型的设备（FIP-1、FIP-2、FIP-F）、LIFP 等。 FMK-10型装置也被广泛使用。

鉴于固定装置提供短路时电气量的自动测量和固定，它们必须满足一定的要求，特别是以下要求：必须在线路损坏部分与继电保护断开之前完成测量，即，在大约 0.1 秒内，设备必须保持固定电量的值足够长的时间，以便操作现场团队到达变电站（无永久值班），即不少于4小时，应提供设备的自动选择性启动，以便仅在线路紧急停止时观察值固定，设备应提供一定的测量精度（通常相对测量误差不应超过超过5%)等。

固定装置最简单的选择之一——短路电流测量装置……此外，为了确定到短路位置的距离，您可以解决这个问题，与计算电流时考虑的相反必须准确确定短路点的短路电流和短路电阻的已知电压值。知道这个电阻值，利用已知的网络参数，不难找到到短路点的距离。

最常见的是带有所谓电记忆的固定装置……它们基于存储电容器的使用。此外，在短路过程中，储能电容被快速充电到与检测到的短路电流值(或对应电压)成正比的电压。然后，在下一步中，读取器连接到控制长期记忆元件的存储电容器。这样，在继电保护作用下线路关断前，保证了上述快速测量的要求，并能长期保持定值。

基于此原理，开发了上述FIP型装置，并在农村10kV电网中得到应用。

为方便实际使用的装置，短路电流是固定的，这样就不必每次都进行应急、平衡电流曲线的计算。同时，预先对每条输出线路上足够多的点计算短路电流，并根据计算结果向线路电路施加等效电流。具有相等短路电流值的线路主要部分和分支的曲线。装置固定一定的短路电流值后，根据分点电流曲线的线图，直接确定故障搜索区域。

然而，最简单的 FIP 型设备记录短路电流有许多缺点，包括：确定到短路点的距离，额外计算或初步构建等电流曲线，准确性测量值（仪表误差）受故障点接触电阻（主要是电弧电阻）、电网电压等级、负载电流值（设备实际测量总负载和短路电流）等影响.

钳位欧姆表更完美，尤其是测量电抗的。在测量电阻（即电压与电流的比率）时，可以显着降低改变电压电平对测量精度的影响。电抗的测量还降低了短路点电弧电阻的影响，短路点多为有源，可完成公里级的仪表刻度。此外，如果设备在短路模式之前测量负载电流，则可以考虑并相应地减少负载电流的影响。

与钳位电流表和电压表不同，欧姆表测量的不是一个而是两个输入端的量（电流和电压）。为降低负载的分流效应，可单独测量短路发生前的负载电流。所有这些值根据上面讨论的原理固定（记住）（在这种情况下，电流被预先转换成与其成比例的电压），然后，使用特殊电路（转换块），将它们转换成信号与电阻成正比（总的，无功的，考虑到先前负载的电流）等）。鉴于线路的电抗（电感）电阻几乎不依赖于所用电线的横截面积，因此这些设备的刻度以公里为单位。此类设备包括固定式欧姆表，如 FMK-10、FIS 等。

架空线路损坏检测装置

借助此类设备，您可以确定在 10 — 35 kV 电压的架空线路上寻找短路点的方向。这些设备通常安装在线路分支中——在连接点之后的第一个支架上。当短路发生在设备安装点的主线路的分支或部分时，它们会记录短路的发生。当在断线上搜索短路时，他们会从这些设备接收有关其安装位置后面是否存在短路（设备被触发）或不存在（不工作）的信息。在电网中，UPU-1 型损坏区域指示器和更先进可靠的 UKZ 型短路指示器广泛分布。

该指示器修复了使用安装在电线区域但没有直接连接的磁（感应）电流传感器时发生短路的情况。一个指示器提供有关所有类型的相间短路的信息。

UKZ 型指示器以执行单元的形式制成，除磁性传感器外，还包含电子控制电路和磁性指示器。

如果在安装地点后面发生短路 它由短路浪涌电流触发，结果指示标志转向观察者，一侧漆成亮橙色，如果线路中断保护。

线路启动后（自动合闸成功或故障排除后），指示器旗标自动回到原来的位置。标志的返回是由于使用天线转换器的电网电压的电容选择。

标志的安装使得服务人员在线路损坏时，可以绕过分支点，确定损坏区域后，绕过只查找短路损坏区域，而不是查找整条线路。建议在没有固定装置和有固定装置的情况下设置指针，以确定到短路点的距离。在第二种情况下，由于农村线路的分支，10 kV 读数固定装置确定的不是一个，而是通常确定几个短路点（在干线和各种分支上），因此指针被加速搜索。

确定单相接地短路位置的装置

单相接地故障是最常见的故障类型。在使用隔离中性点运行的农村 10 kV 配电网中，伴有相对较低电流的单相接地故障不是短路。因此，当它们发生时，允许在修复故障所需的时间内不关闭线路。

但是，有必要尽快定位和修复故障，因为单相接地故障可能会变成双相接地故障。后者是短路，将被保护禁用，导致用户断电。

此外，地面损坏是可能的，例如，当电线断裂并掉到地上时，这对人和动物的生命非常危险。同时，接地故障可能由于隐藏损坏而发生，例如由于内部 破裂的绝缘子当没有短路的外部迹象并且很难通过视觉检测时。因此，开发了特殊设备 - 便携式设备，可以更轻松、更快速地找到损坏位置。

用于电压为 10 kV 的电网的便携式设备的操作原理，基于对接地故障电流的高次谐波分量的测量。与负载电流相比，接地故障电流频谱中明显更高的谐波水平确保了这些设备的高效运行。

在 10 kV 的农村电网中，“搜索​​”（已停产）类型的设备和更先进的“波浪”和“探头”类型的设备。在“搜索”和“波”设备中，主要元件是一个磁性（感应）传感器，用于检测电流谐波分量的出现（振幅增加），一个具有高次谐波的滤波器，该滤波器通过设备所针对的高次谐波配置后，放大器提供必要的信号增益和产生结果信号的测量设备。

线路中接地故障的位置确定如下。如果线路旁路从变电站开始，则在变电站的线路出口处进行测量，将设备放置在线路下方。折线由测量装置的指针的最大偏差确定。通过在损坏线路的分支点进行测量，以同样的方式确定主干的损坏分支或部分。在接地故障的位置后面，设备的读数急剧下降，这就确定了故障点。

«Probe» 设备是一种定向设备，也就是说，它不仅提供接地故障位置的确定，还提供搜索方向，如果搜索不是从变电站开始，而是从某些损坏线的点。其操作基于比较 11 次谐波 (550 Hz) 的电压和电流相位。因此，除了标明的基本元件外，“探头”还有一个相位比较器，输出测量装置有一个中间带零的刻度。