架空電力線故障定位裝置

在電網中，用於確定故障位置的設備很普遍，主要是在 架空電力線 10 kV 及以上的電壓，基於緊急模式參數的測量。這些設備可分為兩大類，旨在定位短路和接地情況下的損壞位置。

確定短路時的故障位置

確定線路短路的位置尤為重要，因為在永久性損壞的情況下線路中斷與電力供應不足和對消費者的物質損失有關。在這些情況下，加快損害賠償的查找具有很大的經濟效果。

根據操作原理加速搜索和確定短路位置的設備，可分為兩個子組：

1）確定到損壞處距離的固定裝置，應急運行時自動測量和固定相關電量；

2）確定線路損壞部分的裝置（網絡傳感器、短路指示器、緊急操作期間電氣值變化的自動監測和修復）。

已經開發出各種類型的固定裝置，其中許多已成功運行。在電壓為 10 kV 的農村配電網中，使用 FIP 類型的設備（FIP-1、FIP-2、FIP-F）、LIFP 等。 FMK-10型裝置也被廣泛使用。

鑑於固定裝置提供短路時電氣量的自動測量和固定，它們必須滿足一定的要求，特別是以下要求：必須在線路損壞部分與繼電保護斷開之前完成測量，即，在大約 0.1 秒內，設備必須保持固定電量的值足夠長的時間，以便操作現場團隊到達變電站（無永久值班），即不少於4小時，應提供設備的自動選擇性啟動，以便僅在線路緊急停止時觀察值固定，設備應提供一定的測量精度（通常相對測量誤差不應超過超過5%)等。

固定裝置最簡單的選擇之一——短路電流測量裝置……此外，為了確定到短路位置的距離，您可以解決這個問題，與計算電流時考慮的相反短路，必須準確確定短路點的短路電阻的電流和電壓的已知值。知道這個電阻值，利用已知的網絡參數，不難找到到短路點的距離。

最常見的是帶有所謂電記憶的固定裝置……它們基於存儲電容器的使用。此外，在短路過程中，儲能電容被快速充電到與檢測到的短路電流值(或對應電壓)成正比的電壓。然後，在下一步中，讀取器連接到控制長期記憶元件的存儲電容器。這樣，在繼電保護作用下線路關斷前，保證了上述快速測量的要求，並能長期保持定值。

基於此原理，開發了上述FIP型裝置，並在農村10kV電網中得到應用。

為方便實際使用的裝置，短路電流是固定的，這樣就不必每次都進行應急、平衡電流曲線的計算。同時，預先對每條輸出線路上足夠多的點計算短路電流，並根據計算結果向線路電路施加等效電流。具有相等短路電流值的線路主要部分和分支的曲線。裝置固定一定的短路電流值後，根據分點電流曲線的線圖，直接確定故障搜索區域。

然而，最簡單的 FIP 型設備記錄短路電流有許多缺點，包括：確定到短路點的距離，額外計算或初步構建等電流曲線，準確性測量（儀表誤差）受故障點接觸電阻（主要是電弧電阻）、電網電壓等級、負載電流值（設備實際測量總負載和短路電流）等影響.

箝位歐姆表更完美，尤其是測量電抗的。在測量電阻時，即電壓與電流的比率，可以顯著降低改變電壓電平對測量精度的影響。電抗的測量還降低了短路點電弧電阻的影響，短路點多為有源，可完成公里級的儀表刻度。此外，如果設備在短路模式之前測量負載電流，則可以考慮並相應地減少負載電流的影響。

與箝位電流表和電壓表不同，歐姆表測量的不是一個而是兩個輸入端的量（電流和電壓）。為降低負載的分流效應，可單獨測量短路發生前的負載電流。所有這些值根據上面討論的原理固定（記住）（在這種情況下，電流被預先轉換成與其成比例的電壓），然後，使用特殊電路（轉換塊），將它們轉換成信號與電阻成正比（總的，無功的，考慮到先前負載的電流）等）。鑑於線路的電抗（電感）電阻幾乎不依賴於所用電線的橫截面積，因此這些設備的刻度以公里為單位。此類設備包括固定式歐姆表，如 FMK-10、FIS 等。

架空線路損壞檢測裝置

借助此類設備，您可以確定在 10 — 35 kV 電壓的架空線上尋找短路點的方向。這些設備通常安裝在線路分支中——在連接點之後的第一個支架上。當短路發生在設備安裝點的主線路的分支或部分時，它們會記錄短路的發生。當在斷線上搜索短路時，他們會從這些設備接收有關其安裝位置後面是否存在短路（設備被觸發）或不存在（不工作）的信息。在電網中，UPU-1 型損壞區域指示器和更先進可靠的 UKZ 型短路指示器廣泛分佈。

該指示器修復了使用安裝在電線區域但沒有直接連接的磁（感應）電流傳感器時發生短路的情況。一個指示器提供有關所有類型的相間短路的信息。

UKZ 型指示器以執行單元的形式製成，除磁性傳感器外，還包含電子控制電路和磁性指示器。

如果在安裝地點後面發生短路 它由短路浪湧電流觸發，結果指示標誌轉向觀察者，一側漆成亮橙色，如果線路中斷保護。

線路激活後（自動合閘成功或故障排除後），指示器旗幟自動返回其原始位置。標誌的返回是由於使用天線轉換器的電網電壓的電容選擇。

標誌的安裝使服務人員在線路損壞時，繞過分支點，在確定損壞區域後，繞過只查找短路損壞區域，而不是查找整條線路。建議在沒有和有固定裝置的情況下設置指針以確定到短路點的距離。在第二種情況下，由於農村線路的分支，10 kV 讀數固定裝置確定的不是一個，而是通常確定幾個短路點（在幹線和各種分支上），因此指針被加速搜索。

確定單相接地短路位置的裝置

單相接地故障是最常見的故障類型。在使用隔離中性點運行的農村 10 kV 配電網中，伴有相對較低電流的單相接地故障不是短路。因此，當它們發生時，允許在修復故障所需的時間內不關閉線路。

但是，有必要盡快定位和修復故障，因為單相接地故障可能會變成雙相接地故障。後者是短路，將被保護禁用，導致用戶斷電。

此外，地面損壞是可能的，例如，當電線斷裂並掉到地上時，這對人和動物的生命非常危險。同時，接地故障可能由於隱藏損壞而發生，例如由於內部 破裂的絕緣子當沒有短路的外部跡象並且很難通過視覺檢測時。因此，開發了特殊設備 - 便攜式設備，可以更輕鬆、更快速地找到損壞位置。

用於電壓為 10 kV 的電網的便攜式設備的操作原理，基於對接地故障電流的高次諧波分量的測量。與負載電流相比，接地故障電流頻譜中明顯更高的諧波水平確保了這些設備的高效運行。

在 10 kV 的農村電網中，“搜索​​”（已停產）類型的設備和更先進的“波浪”和“探頭”類型的設備。在“搜索”和“波”設備中，主要元件是一個磁性（電感）傳感器，用於檢測電流諧波分量的出現（振幅增加），一個具有高次諧波的濾波器，該濾波器通過設備所針對的高次諧波配置後，放大器提供必要的信號增益和產生結果信號的測量設備。

線路中接地故障的位置確定如下。如果線路旁路從變電站開始，則在變電站的線路出口處進行測量，將設備放置在線路下方。折線由測量裝置的指針的最大偏差確定。通過在損壞線路的分支點進行測量，以同樣的方式確定主幹的損壞分支或部分。在接地故障的位置後面，設備的讀數急劇下降，這就確定了故障點。

«Probe» 設備是一種定向設備，即它不僅提供接地故障位置的確定，還提供搜索方向，如果搜索不是從變電站開始，而是從某些損壞線的點。其操作基於比較 11 次諧波 (550 Hz) 的電壓和電流相位。因此，除了標明的基本元件外，“探頭”還有一個相位比較器，輸出測量裝置有一個中間帶零的刻度。