山東科匯電力自動化股份有限公司（簡稱：科匯股份，證券代碼：688681）長期致力于小電流接地故障檢測技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)，是暫態(tài)原理實現(xiàn)小電流接地故障檢測是發(fā)明者、實踐者和倡導者；獨特的暫態(tài)原理接地故障保護技術(shù)，解決長期困擾電網(wǎng)公司的配電線路接地、斷線、碰樹等故障檢測難題，減少觸電事故與電氣火災(zāi)，獲山東省科技進步一等獎等多項省部級獎勵。本文選取一典型的線路碰樹導致的歇性電弧故障定位“案件”與您分享，共同提高山林電氣火災(zāi)治理水平。
一、“案件”概述
2019年7月10日下午13時許，TA供電公司調(diào)度供服中心在10分鐘左右的時間內(nèi)，連續(xù)收到110kV DL變電站小電流接地故障選線保護裝置關(guān)于GZ線及其XZ支線085D分支開關(guān)保護裝置（FTU）上報的多條接地故障告警信息。調(diào)度中心工作人員根據(jù)告警信息，結(jié)合該線路走廊環(huán)境以及當時的大風天氣，判斷為樹枝頻繁短時間接觸XZ支線造成的接地故障，估計因接地時間較短，接地保護未跳閘。隨即安排運維人員直接趕往“事發(fā)現(xiàn)場”，迅速在現(xiàn)場確認085D分支開關(guān)下游300米處有明顯的樹枝灼燒痕跡，符合多次故障告警信息的特征。
二、“案發(fā)”過程
01.變電站小電流接地故障選線保護裝置告警
2019年7月10日下午13時許，TA供電公司調(diào)度供服中心收到該公司下轄的110kV DL變電站小電流接地故障選線保護裝置的多條接地故障告警信息，選線結(jié)果為10kV GZ線。
工作人員調(diào)取110kV DL變電站小電流接地故障選線保護裝置的接地故障選線記錄，可以看到，7月10日下午13時許，在短時間內(nèi)監(jiān)測到多次接地故障，約50分鐘后故障恢復(fù)。
小電流接地故障選線保護裝置設(shè)置的告警延時時間為3s、保護跳閘延時為14s。該時段選線裝置總共記錄到超過30次GZ線接地故障，其中8次故障持續(xù)時間超過3s而未達到保護跳閘延時時限，僅將告警信息通過綜自系統(tǒng)上報調(diào)度供服中心，其他不超過3s的故障記錄僅在裝置內(nèi)保存，未上報調(diào)度供服中心。
分析故障錄波可以看出本次故障為典型的高阻接地故障，且為不穩(wěn)定的電弧故障，接地故障過渡電阻最小時約800歐姆，部分間歇性電弧時過渡電阻為數(shù)千歐姆。該線路大部分途經(jīng)村民種植的林區(qū)，樹木生長茂盛，線路維護工作復(fù)雜。根據(jù)錄波與線路環(huán)境初步判斷為樹線矛盾造成的高阻間歇性電弧故障。
02.線路小電流接地故障保護裝置告警
查閱調(diào)度供服中心故障記錄信息，調(diào)度供服中心在7月10日下午13時許接到變電站小電流接地故障保護裝置關(guān)于GZ線接地告警的同時，收到GZ線XZ支線085D分支開關(guān)接地保護裝置（FTU）上報的多條接地故障告警信息。調(diào)取XZ支線085D分支開關(guān)接地保護裝置記錄，確認裝置該時段檢測到多次接地故障，由于各次故障電弧自行熄滅，持續(xù)時間低于配置的保護動作延時時限11s未跳閘。
由于同一時段該線路其它分支線并無接地故障信息，根據(jù)接地故障多級暫態(tài)方向保護的工作原理確定為GZ線XZ支線085D分支開關(guān)下游發(fā)生單相接地故障。結(jié)合當時該區(qū)域大風天氣，判斷為樹枝頻繁短時間接觸XZ支線造成的高阻接地故障。
三、“案發(fā)”現(xiàn)場
調(diào)度供服中心根據(jù)收到的故障信息及判斷結(jié)果，將巡線范圍由原來的10kV GZ線全線縮小至XZ支線085D分支開關(guān)下游的較小范圍，安排運維人員直接前往該具體區(qū)域巡查，迅速在現(xiàn)場確認085D分支開關(guān)下游300米處有明顯的樹枝灼燒痕跡，故障類型符合本次故障錄波的特征。
運行人員確認故障點后，立即組織了該區(qū)域線路環(huán)境綜合治理，做到了線路隱患快速定位查找和排除，保證了供電安全和供電可靠性。
四、“案件”總結(jié)
小電流接地故障多級暫態(tài)方向保護根據(jù)線路開關(guān)屬性（位置）配置階梯動作時限，實現(xiàn)小電流接地故障快速定位與保護動作的選擇性，不需要通信與主站配合，簡單、可靠。既解決了瞬時性接地故障直接跳閘導致的供電可靠性問題，又避免了永久性接地故障帶來的人身觸電和電氣火災(zāi)的風險。此外，暫態(tài)方向保護原理不受檢測點下游電容電流和接地點過渡電阻的影響，靈敏度高，是配電網(wǎng)小電流接地故障快速定位處置的有效手段。
本“案”中，10kV GZ線路為小電流接地故障多發(fā)區(qū)段，線路走廊部分穿越5A級景區(qū)的山林，碰樹故障多間歇性燃弧，極易引發(fā)山林火災(zāi)，危害極大。過去對于此類故障需要運維人員長時間帶故障巡線，耗費大量人力物力，由于環(huán)境復(fù)雜，部分故障無法確定故障位置，導致隱患長期存在。在該起典型間歇性電弧接地故障處理過程中，變電站小電流接地故障選線保護裝置與線路接地保護（FTU）通過暫態(tài)方向保護時間級差配合，準確定位了接地故障區(qū)段，大大縮短了運維人員的巡線時間，根據(jù)巡查結(jié)果即刻進行了線路環(huán)境治理，避免了永久性接地故障的發(fā)生和山林電氣火災(zāi)的風險。
