配电线路故障指示器应用效果分析
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【摘要】相间短路故障造成配电线路跳闸停电，严重影响油田生产。我厂近年来应用配电线路故障指示器，它可以迅速准确地找到故障区段，减少了查找排除故障停电时间，提高供电的可靠性。
本文介绍了故障指示器工作原理、使用方法和安装原则。对我厂近年来故障指示器运行情况进行了分析，查找了运行过程中存在问题的原因，并提出了故障指示器改进的意见。
【关键词】配电线路；故障指示器
1、引言
对于配电线路来说，线路故障从性质上分接地（这里指的是单相接地）、相间短路、接地相间短路三种形式。根据电网保护的功能，接地故障并不跳闸停电，只能发出接地信号，6KV系统可以单相接地运行2个小时，时间长了就会对另外两相的绝缘造成损坏。在这段时间里，利用小电流接地系统可以快速查找接地故障点，排出接地故障。发生相间短路故障时，配电线路会跳闸停电，将导致大面积油井停产，须要尽快查找故障点，排除故障，恢复配电线路正常供电。但是油田配电网中，线路分支较多，地形复杂，故障区段难以确定。2006年以来，我厂在配电线路上安装了故障指示器，当配电线路发生相间短路故障后，迅速准确地找到故障区段，提高供电的可靠性。
2、故障指示器的工作原理
配电线路故障指示器按功能分为短路故障指示器和短路、接地故障指示器，我厂配电线路安装的是短路故障指示器。短路故障指示器一般由电流和时间检测、故障判断、故障指示驱动、故障状态指示及信号输出和自动延时复位控制等部分组成。当线路发生短路故障时，通过检测导线的电磁感应来检测线路的电流变化，判别故障，给出故障指示。线路故障指示器采用机械式旋转翻牌指示故障，线路正常运行时为白色，线路发生短路故障时为红色。
3、故障查找方法
当线路发生短路故障时，故障线路上从变电所出口到故障点方向的所有故障指示器均翻牌指示，而非故障线路、非故障分支和故障点后的故障指示器不动作。这样，抢修人员从变电所出发，沿着故障线路找到最后一个动作的故障指示器和第一个未动作的故障指示器构成的区间，就找到了故障发生区间，从而迅速确定故障区段、分支及故障点。
如下图所示，当线路出现短路故障时，根据线路指示器翻牌情况，既可迅速确定故障点所在区间，有2#线B相2、5、8指示器和C相3、6、9指示器翻红牌显示，而11、12指示器认为白色，可判断8、9和11、12之间发生故障。
4、故障指示器的安装原则
为了方便巡线人员查找线路故障，有效地缩短查找故障时间，故障指示器安装地点要按照下列原则进行选择。
4.1安装在长线路的中段和分支入口处：可指示线路故障区段及故障分支。4.2安装在变电所出口：可判明是变电所内或变电所外线路故障。4.3安装在用户配变高压进线处：可判明故障是否由用户原因造成。4.4安装在电缆与架空线连接处：可区分故障是否在电缆段。
每个安装地点的三条导线分别安装一只故障指示器，可以区分发生短路故障线路具体是哪相导线。
5.1故障指示器运行的效果
过去线路发生短路故障时，一般采用盲目巡线的方法查找故障点，当故障线路过长、分支过多时，巡线人员不能长时间集中注意力，不容易发现小故障点，费时费力，工作效率低。当巡线也发现不了故障点时，最后只能采用分段合闸送电的方法查找故障，这种方法危险落后，容易导致二次故障，造成故障范围扩大。
我厂配电线路从2006年开始安装故障指示器。线路发生短路故障时，故障指示器动作准确率在98%以上，巡线人员可以借助故障指示器的报警显示，迅速确定故障区段、分支线路及故障点。彻底改变了以往落后的短路故障查找方法，极大地提高了工作效率，每条次短路故障平均缩短一半停电时间，有效地提高了供电的可靠性。
5.2故障指示器存在的问题
5.2.1故障指示器翻牌的红色是反光材料，利于夜间观察。部分故障指示器受到安装地点外界的污染、阳光反射及雾雨等情况的影响，导致故障指示不易观察，会造成巡线人员的误判。
5.2.2为了便于巡线人员观察，故障指示器大多数安装在跨越道路的导线上。我厂使用的故障指示器可以使用绝缘棒带电安装，但是当故障指示器损坏时不能带电拆卸。日常维护故障指示器很不方便。
5.2.3故障指示器是采用过流原理生产的。当线路送电时产生励磁涌流，就造成故障指示器误动。如果此时线路上存在故障点，故障指示器将不能区分故障区段，失去故障指示作用。
5.2.4为了保证巡线人员有充足的时间排查故障，故障指示器动作后12小时后才自动复位。目前发现有2只故障指示器翻牌后，不能复位。它们都是2006年投入运行的，经过拆卸、测量，发现内置锂电池实效，造成故障指示器拒动，应该是个别锂电池质量原因。
5.2.5接地相间短路故障是由于两相导线分别接地后，造成配电线路相间短路。由于短路故障指示器不能指示接地故障，当发生接地相间短路故障时，不能指示发生接地的两个故障点。而且线路已经发生短路跳闸，也不能使用小电流接地系统进行查找接地故障点。
6、故障指示器需要改进建议
6.1针对故障指示器机械翻牌显示故障，在特定条件下不易观察的问题，建议在故障指示器上加装发光、发送无线故障信号等多种方式，显示故障信号，使故障信号更加明显，便于巡线人员发现。
6.2针对故障指示器不便拆卸的问题，建议改造现有故障指示器卡线机构，不但使用绝缘棒可以带电安装，也能进行带电拆卸故障指示器，便于更换损坏的故障指示器。
6.3针对故障指示器在线路送电时，因励磁涌流误动的问题，建议改进故障指示器判断短路故障的条件。如根据涌流的衰减速度比短路电流衰减慢一些，可以通过测量电流的突变时间，进行多项指标判别，进一步提高动作准确性，减少误动作。
6.4针对故障指示器内置锂电池实效的问题，建议更改故障指示器工作电源。如果不用电池，而直接使用线路电流作为工作电源，那么故障指示器可以视为与线路同寿命。
6.5针对短路故障指示器不能查找接地相间短路故障点问题，建议采用短路、接地故障指示器（又称二合一故障指示器），就可以显示配电线路所有故障（接地、相间短路、接地相间短路）的故障区段。
将来随着信息化技术的不断发展，故障指示器不但判断故障更加准确可靠，还可以在远方传送故障信息，无需巡线人员到达故障现场，就可以知道故障位置，会进一步提高故障处理速度，缩短故障停电时间，为保证油田生产，提供有利保障。