10KV線(xiàn)路故障指示器運行失敗的原因及改進(jìn)措施

近年來(lái)，電力企業(yè)10kV線(xiàn)路安裝使用的短路故障指示器對供電部門(mén)的故障巡線(xiàn)、鎖定故障范圍、提高巡線(xiàn)效率、減少勞動(dòng)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(shí)踐中時(shí)常發(fā)現該產(chǎn)品運行極不穩定，且在運行一段時(shí)間后就完全失去應有的作用。具體表現為：

一、損壞率高

該產(chǎn)品在運行1—6個(gè)月的損壞率達98%以上，主要現象是在線(xiàn)路有故障時(shí)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。

根據故障指示器原理：線(xiàn)路短路故障的判據為：

1.線(xiàn)路的突變電流啟動(dòng)值(可根據用戶(hù)要求設定);

2.電流的變化率大于或等于短路前線(xiàn)路電流的50%;

3.線(xiàn)路短路故障后電流為零(故障后上級開(kāi)關(guān)跳閘)。

在第一條判據中，線(xiàn)路的突變電流啟動(dòng)值是根據用戶(hù)線(xiàn)路負荷情況所提供的數據，此值已經(jīng)出廠(chǎng)設定則固定下來(lái)。故障指示器內部芯片可根據此值工作、翻牌。由于10kV線(xiàn)路故障點(diǎn)短路容量的大小將直接影響線(xiàn)路短路電流數值的變化。也就是說(shuō)線(xiàn)路故障時(shí)瞬間電流可遠超故障指示器的額定電流啟動(dòng)值，這樣可對故障指示器內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(dòng)或拒動(dòng)，以致芯片損壞而完全失去作用。

二、故障指示器內部芯片工作電源有缺陷

10kV線(xiàn)路短路故障指示器對線(xiàn)路短路故障的判據都建立在內部芯片準確的檢測運算、指令其轉動(dòng)機構是否工作、翻牌。芯片工作的穩定性及檢測計算精度都與電源穩定性有關(guān)，而指示器內嵌入的芯片工作電源是一個(gè)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(shí)間。因其容量的限制，在工作一段時(shí)間后它的容量會(huì )逐漸衰減、電壓降低，而使芯片無(wú)法正常工作使程序出現紊亂發(fā)出錯誤指令，或出現根本無(wú)法工作的現象。在運行實(shí)踐中發(fā)現、負荷較小的10kV線(xiàn)路裝設的故障指示器壽命較長(cháng)(5—10個(gè)月)，負荷較大的10kV線(xiàn)路上裝設的故障指示器壽命較短(3—5個(gè)月)。這是因為負荷較小線(xiàn)路出現的故障次數遠低于大負荷線(xiàn)路，線(xiàn)路故障次數越多，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(jìn)建議

10kV線(xiàn)路故障指示器在質(zhì)量穩定可靠的基礎上，確實(shí)能指導農電管理人員在線(xiàn)路故障時(shí)快速查處故障點(diǎn)及時(shí)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(gè)廠(chǎng)家所生產(chǎn)的10kV線(xiàn)路短路故障指示器都存在著(zhù)共同的問(wèn)題。這也是目前各電力企業(yè)10kV線(xiàn)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(jìn)建議：

1.建議廠(chǎng)家在故障指示器芯片內設置一個(gè)大電流信號隔離電路，適用于任何10kV線(xiàn)路，防止線(xiàn)路短路超過(guò)故障指示器設定的額定電流啟動(dòng)值時(shí)、沖擊芯片使之損壞。比如：要求線(xiàn)路故障指示器額定電流啟動(dòng)值是200A，一旦線(xiàn)路短路點(diǎn)較近、導線(xiàn)截面較大時(shí)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(méi)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邏輯電路，使之不能正常工作。在運行實(shí)踐中觀(guān)察，有些故障指示器在一次線(xiàn)路短路故障出現、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(dòng)值以?xún)?，再根據其它判據條件正確發(fā)出翻牌、發(fā)光、復位等指令。超過(guò)額定電流值的信號被隔離、不再沖擊芯片電路，使芯片能穩定可靠的工作。指示器根據判據條件作出正確的翻牌指示，幫助巡線(xiàn)人員快速查出故障點(diǎn)、快速處理后恢復送電。

2.改進(jìn)線(xiàn)路故障指示器芯片供電模式、提供穩定可靠的工作電源。

目前國內各10kV線(xiàn)路故障指示器內部芯片的工作電源都是有一個(gè)紐扣鋰電池提供。隨著(zhù)運行時(shí)間線(xiàn)路短路故障次數的增加，電池能量很快耗盡且不能更換，使整個(gè)故障指示器完全失去作用。大量運行實(shí)踐證明：10kV線(xiàn)路故障指示器內部電池消耗怠盡，使指示器不能正常工作的主要原因之一?，F在的太陽(yáng)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(yáng)能板裝貼在指示器空間內壁上將太陽(yáng)能轉換成電能，對芯片電池提供一個(gè)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(xiàn)上，接收光照時(shí)間長(cháng)，太陽(yáng)板轉換電源充足。當天陰無(wú)陽(yáng)光時(shí)，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部裝一個(gè)高質(zhì)量的充電電池和太陽(yáng)能充電電路，10kV線(xiàn)路故障指示器就有一個(gè)穩定可靠的工作電源，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(jìn)故障指示器的復位模式、使其更具人性化

10kV線(xiàn)路故障指示器的復位模式都是按時(shí)間設定而工作，一般由4—24小時(shí)的時(shí)間設定，具體則有用戶(hù)提出、廠(chǎng)家設定。也就是說(shuō)當10kV線(xiàn)路出現短路故障且線(xiàn)路失電時(shí)指示器隨即翻牌(紅色)，指示出故障線(xiàn)路。故障指示器一旦翻牌、即使事故點(diǎn)很快找到并處理、正常送電后、指示器在設定的時(shí)間內一直處于翻牌狀態(tài)，給人一種線(xiàn)路繼續有短路故障存在的誤導。在偏遠地區自然條件差，巡線(xiàn)難度大的10kV線(xiàn)路，一般要求故障指示器的復位時(shí)間較長(cháng)，一般復位時(shí)間設置在12—24小時(shí)之間，對于較為隱蔽難查的故障點(diǎn)該復位時(shí)間較為適合。如果故障點(diǎn)出現在線(xiàn)路很容易發(fā)現的地方，可能2小時(shí)左右就完全處理好并恢復線(xiàn)路的正常供電。這時(shí)，指示器還有很長(cháng)的復位等待時(shí)間，即線(xiàn)路正常供電后、指示器還處在有故障指示狀態(tài)，如果該線(xiàn)路再次有故障發(fā)生，人們就無(wú)法判斷事故點(diǎn)與該線(xiàn)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(shí)故障指示器的指示已無(wú)實(shí)際意義。所以故障指示器的固定復位時(shí)間是非常不科學(xué)的，應加以改進(jìn)和完善。最好的解決辦法就是固定復位時(shí)間改為動(dòng)態(tài)復位設置，即當線(xiàn)路出現故障，指示器翻牌后復位不受時(shí)間限制。應以檢測到線(xiàn)路帶電信號為復位條件，即當線(xiàn)路故障停電指示器翻牌后，線(xiàn)路沒(méi)有恢復供電前，指示器一直處于翻牌狀態(tài)，一旦線(xiàn)路恢復供電，指示器可立即復位、恢復常態(tài)。不再出現線(xiàn)路恢復供電而指示器還處在翻牌的錯誤狀態(tài)。

四、結束語(yǔ)：

智能電網(wǎng)的建設和推進(jìn)，必將給電力設備制造業(yè)帶來(lái)新的機遇，再次呼吁有關(guān)科研單位和設備制造廠(chǎng)家，結合產(chǎn)品運行中出現的問(wèn)題，不斷地對10kV線(xiàn)路故障指示器存在的技術(shù)缺陷進(jìn)行改進(jìn)和完善，使其能穩定可靠的工作，真正作為巡線(xiàn)人員的好幫手，以減輕巡線(xiàn)人員的勞動(dòng)強度、提高巡線(xiàn)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(huì )效益做出應有的貢獻。