10KV線路故障指示器運行失敗的原因及改進措施

近年來，電力企業(yè)10kV線路安裝使用的短路故障指示器對供電部門的故障巡線、鎖定故障范圍、提高巡線效率、減少勞動強度、提高供電可靠性方面，發(fā)揮了積極的作用。但在運行實踐中時常發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品運行極不穩(wěn)定，且在運行一段時間后就完全失去應有的作用。具體表現(xiàn)為：

一、損壞率高

該產(chǎn)品在運行1—6個月的損壞率達98%以上，主要現(xiàn)象是在線路有故障時不能翻牌、或翻牌后不能復位。這主要是故障指示器額定電流適用范圍較小而影響其自身壽命。

根據(jù)故障指示器原理：線路短路故障的判據(jù)為：

1.線路的突變電流啟動值(可根據(jù)用戶要求設定);

2.電流的變化率大于或等于短路前線路電流的50%;

3.線路短路故障后電流為零(故障后上級開關(guān)跳閘)。

在第一條判據(jù)中，線路的突變電流啟動值是根據(jù)用戶線路負荷情況所提供的數(shù)據(jù)，此值已經(jīng)出廠設定則固定下來。故障指示器內(nèi)部芯片可根據(jù)此值工作、翻牌。由于10kV線路故障點短路容量的大小將直接影響線路短路電流數(shù)值的變化。也就是說線路故障時瞬間電流可遠超故障指示器的額定電流啟動值，這樣可對故障指示器內(nèi)部芯片造成致命的損傷，使其不能正常工作，造成指示器誤動或拒動，以致芯片損壞而完全失去作用。

二、故障指示器內(nèi)部芯片工作電源有缺陷

10kV線路短路故障指示器對線路短路故障的判據(jù)都建立在內(nèi)部芯片準確的檢測運算、指令其轉(zhuǎn)動機構(gòu)是否工作、翻牌。芯片工作的穩(wěn)定性及檢測計算精度都與電源穩(wěn)定性有關(guān)，而指示器內(nèi)嵌入的芯片工作電源是一個紐扣鋰電池，該電池的容量(A·h)大小，決定了故障指示器正確工作的時間。因其容量的限制，在工作一段時間后它的容量會逐漸衰減、電壓降低，而使芯片無法正常工作使程序出現(xiàn)紊亂發(fā)出錯誤指令，或出現(xiàn)根本無法工作的現(xiàn)象。在運行實踐中發(fā)現(xiàn)、負荷較小的10kV線路裝設的故障指示器壽命較長(5—10個月)，負荷較大的10kV線路上裝設的故障指示器壽命較短(3—5個月)。這是因為負荷較小線路出現(xiàn)的故障次數(shù)遠低于大負荷線路，線路故障次數(shù)越多，電池能量消耗也越大，最終使電池能量耗盡，指示器停止工作使之不能翻牌或翻牌后不能復位。

三、改進建議

10kV線路故障指示器在質(zhì)量穩(wěn)定可靠的基礎上，確實能指導農(nóng)電管理人員在線路故障時快速查處故障點及時處理，及早恢復供電。但由于產(chǎn)品本身存在的致命缺陷導致指示器難有作為。該產(chǎn)品主要是設計缺陷而導致。所以全國各個廠家所生產(chǎn)的10kV線路短路故障指示器都存在著共同的問題。這也是目前各電力企業(yè)10kV線路安裝的短路故障指示器運行失敗的重要原因。為此本人建議作如下改進建議：

1.建議廠家在故障指示器芯片內(nèi)設置一個大電流信號隔離電路，適用于任何10kV線路，防止線路短路超過故障指示器設定的額定電流啟動值時、沖擊芯片使之損壞。比如：要求線路故障指示器額定電流啟動值是200A，一旦線路短路點較近、導線截面較大時瞬間短路電流可能有上千安甚至幾千安、如果指示器的芯片沒有大電流沖擊隔離措施、超出額定電流幾倍的沖擊電流將損壞芯片判據(jù)邏輯電路，使之不能正常工作。在運行實踐中觀察，有些故障指示器在一次線路短路故障出現(xiàn)、指示器翻牌后即損壞、不能復位，這就是大電流沖擊造成的后果。有了大電流信號隔離電路，故障指示器即可在設置額定電流啟動值以內(nèi)，再根據(jù)其它判據(jù)條件正確發(fā)出翻牌、發(fā)光、復位等指令。超過額定電流值的信號被隔離、不再沖擊芯片電路，使芯片能穩(wěn)定可靠的工作。指示器根據(jù)判據(jù)條件作出正確的翻牌指示，幫助巡線人員快速查出故障點、快速處理后恢復送電。

2.改進線路故障指示器芯片供電模式、提供穩(wěn)定可靠的工作電源。

目前國內(nèi)各10kV線路故障指示器內(nèi)部芯片的工作電源都是有一個紐扣鋰電池提供。隨著運行時間線路短路故障次數(shù)的增加，電池能量很快耗盡且不能更換，使整個故障指示器完全失去作用。大量運行實踐證明：10kV線路故障指示器內(nèi)部電池消耗怠盡，使指示器不能正常工作的主要原因之一?，F(xiàn)在的太陽能充電技術(shù)非常成熟，故障指示器外殼材料都是透明有機玻璃制成，可利用太陽能板裝貼在指示器空間內(nèi)壁上將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，對芯片電池提供一個不間斷的充電電源，保證芯片正常工作的電源需求。由于故障指示器都是安裝在位置較好的桿塔導線上，接收光照時間長，太陽板轉(zhuǎn)換電源充足。當天陰無陽光時，芯片工作電源則有可充電電池提供(并能保持30天左右)，只要在故障指示器內(nèi)部裝一個高質(zhì)量的充電電池和太陽能充電電路，10kV線路故障指示器就有一個穩(wěn)定可靠的工作電源，運行不再因電池能量衰減或缺失，而影響故障指示器的性能，使其不作為。

3.改進故障指示器的復位模式、使其更具人性化

10kV線路故障指示器的復位模式都是按時間設定而工作，一般由4—24小時的時間設定，具體則有用戶提出、廠家設定。也就是說當10kV線路出現(xiàn)短路故障且線路失電時指示器隨即翻牌(紅色)，指示出故障線路。故障指示器一旦翻牌、即使事故點很快找到并處理、正常送電后、指示器在設定的時間內(nèi)一直處于翻牌狀態(tài)，給人一種線路繼續(xù)有短路故障存在的誤導。在偏遠地區(qū)自然條件差，巡線難度大的10kV線路，一般要求故障指示器的復位時間較長，一般復位時間設置在12—24小時之間，對于較為隱蔽難查的故障點該復位時間較為適合。如果故障點出現(xiàn)在線路很容易發(fā)現(xiàn)的地方，可能2小時左右就完全處理好并恢復線路的正常供電。這時，指示器還有很長的復位等待時間，即線路正常供電后、指示器還處在有故障指示狀態(tài)，如果該線路再次有故障發(fā)生，人們就無法判斷事故點與該線路是否有關(guān)聯(lián)，分不清指示器是故障翻牌還是未復位的翻牌狀態(tài)，這時故障指示器的指示已無實際意義。所以故障指示器的固定復位時間是非常不科學的，應加以改進和完善。最好的解決辦法就是固定復位時間改為動態(tài)復位設置，即當線路出現(xiàn)故障，指示器翻牌后復位不受時間限制。應以檢測到線路帶電信號為復位條件，即當線路故障停電指示器翻牌后，線路沒有恢復供電前，指示器一直處于翻牌狀態(tài)，一旦線路恢復供電，指示器可立即復位、恢復常態(tài)。不再出現(xiàn)線路恢復供電而指示器還處在翻牌的錯誤狀態(tài)。

四、結(jié)束語：

智能電網(wǎng)的建設和推進，必將給電力設備制造業(yè)帶來新的機遇，再次呼吁有關(guān)科研單位和設備制造廠家，結(jié)合產(chǎn)品運行中出現(xiàn)的問題，不斷地對10kV線路故障指示器存在的技術(shù)缺陷進行改進和完善，使其能穩(wěn)定可靠的工作，真正作為巡線人員的好幫手，以減輕巡線人員的勞動強度、提高巡線效率、快速處理故障及早恢復供電，為企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益做出應有的貢獻。