农村偏远地区的配电网一般分布在乡村、山区，线路长，容易遭外力破坏。要在线路发生故障时，准确找出故障类型并定位，则需要考虑线路中性点的接地方式，因为中性点的接地方式影响着故障发生后的特征表象。我国35 kV以下的中高压输配电网络，大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，即小电流接地方式。当发生单相接地故障时，农村偏远地区由于线路长、负荷小、故障电流微弱、故障特征不稳定，对故障点的定位比较困难。传统的行波测距法、阻抗法及信号注入法等故障定位方法，由于成本高、计算量大、应用复杂，一直未能普及应用。

故障指示器是一种安装在电力线上指示故障电流通路的智能装置，它可以智能判断、预警、实时显示故障并自动复位^[1]。早期故障指示器的整定模式是固定的，只有1个特定电流值供选择，受电流波动、励磁涌流、高次谐波、分布电容及电磁干扰（EMI）的影响，普遍动作精度不高^[2]。近年来，由于电子、传感及通信技术的快速发展，一些新型故障指示器得到了广泛应用。新型故障指示器一般以数字化电子元器件为基础，其动作逻辑及整定值可根据线路的长度、负荷水平、保护方式等因素来设置调整，使得故障指示器的实用性进一步增强。

面对众多的产品提供商，应选择适合本地区实际情况的故障指示器。本文针对内蒙古农网偏远地区的实用化角度，探讨故障指示产品选型时需要考虑的因素。结合本局现有的故障定位产品实际应用，归纳总结此类产品的一般参数设置方法。

故障指示器一般分为短路故障指示器和短路、接地故障二合一指示器2种，其中应用比较普遍的是短路、接地故障二合一指示器。其检测原理及方法如下。3.1.1 短路故障检测

对于短路故障的检测，一种为电流突变检测法，即当线路电流从运行电流突然增大至故障电流，发生1个正的突变，且变化量大于1个设定值，然后在很短的时间内电流和电压又下降为0，则判定这个线路电流为故障电流。该方法的优点是，它只与故障时短路电流分量有关，与线路电流的大小无关，是一种能适应负荷电流变化的故障检测装置。其缺点是：短路电流较小时灵敏度较差^[3]。

另一种方法与变电站出线继电保护原理类似，采用标准的速断、过流判据，如果参数设置合适，能保证所有短路动作（两相短路、三相短路、两相接地短路、有电阻或直接接地系统的单相接地短路）较高的故障判断准确率。其优点是，适用范围广，特别是农网偏远线路，不同于一般指示器需要较大的突变电流。缺点是，要求使用者对线路情况比较了解，参数设置必须合理。

对于小电流接地系统的单相接地故障的判断比较复杂，常用的方法主要有谐波法、首半波法等。5次谐波法，对于5次谐波分量，由于其值较小，比较容易受外界干扰；首半波法，如果故障发生在电压零点附近时，电流的暂态分量较小，是检测首半波的死区，容易引起极性的误判^[4]。由于单相故障指示器只能检测本相的电流和感应电场，因此在已有的单相接地故障检测方法中，凡是需要检测零序分量和需要比较各线路测量量才能作出判断的方法都不适合在架空线路上使用^[2]。

我国35 kV 以电流接地系统是小电流接地系统，在理论界没有确定的数学模型，只有物理模型，而且物理模型中各个参量均为可变，因此不可能根据固有的硬件或软件判据来准确判断接地故障。有的厂家采用暂态接地电流、暂态稳态接地电压变化特征作综合比较，必要时人工参与决策判断的分析方法，这是目前比较有效的判断小电流接地系统单相接地故障点的方法。选型时必须要求产品有非常高的数据采样频率，能连续捕捉接地瞬间（毫秒至亚毫秒级）线路电容的放电电流大小。

故障指示器选型时需要考虑的另外一个因素，就是要求具有防空载合闸涌流误动、重合闸期间非故障线路误动功能。

早期的故障指示器安装在各个分支线路处，不具备通信功能。当检测到线路故障时，通过翻牌及闪灯指示出故障电流的经过位置，再通过人工巡线的方式查看故障指示器的翻牌情况，以确定线路故障点。目前各厂家都提供具有通信功能的故障定位产品，可结合不同的数据通信设备，通过发短信或向监控主站发送报文信息方式，直接报告故障发生的位置，从而大大缩短了线路故障查找的时间。在电力系统中采用的传统通信方式主要有：光纤通信、普通微波通信、电力线载波通信、有线音频电缆通、特高频无线电台通信等。近年来，GPRS（Gener⁃al Packet Radio Service，通用分组无线业务）业务在电力系统中得到了广泛应用。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断性、突发性和频繁、少量数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS业务具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中具有不可比拟的优势，特别适合于频发小数据量的实时传输。目前，我国通信公司推出的GPRS上网业务，用户可以根据自己的需要，选用月租、包月等多种形式使得GPRS通信费用大大降低。农网配网光纤等其他通信设施基础薄弱，建议选择此类具有通信功能的产品。

内蒙古及东北地区属高寒地区，极端天气室外温度低至-40 ℃以下。低温对于电子产品的影响主要有两方面。一是电子元器件特别是芯片本身的工作温度过低。芯片其实是在半导体基片上做成的集成电路，其中包含的电子元器件一般都有特定的工作温度范围，通常商业级的是0~70 ℃，工业级为-25~85 ℃，军品级为-55~150 ℃，如果超出温度范围性能就会变差，甚至停止工作。因为常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流及开关特性等均有很大的影响。而一个芯片包含了数百万甚至上千万个晶体管及其他元器件，每一点小小的偏差可能造成半导体外部特性的巨大影响。如果温度过低，往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关，导致其不能正常工作。二是低温对于电子产品所用电池的影响。低温下电池活性降低，普通电池及铅酸蓄电池均不能保证充足电量，必须采用特制低温电池。

对于故障定位产品而言，其寿命的长短主要取决于供电电池的容量及产品自身功耗两方面^[3]。有的故障指示器本身具有自取电功能，基本不消耗电池电量，延长了电池的使用寿命。因农网末端及分支的负荷电流较小，需要确定故障指示器的自取电是从几安培、十几安培还是几十安培开始的。对于数据通信设备，一般是采用太阳能或TA取电的方式，太阳能取电方式相比较TA取电方式，具有安装简单、安全的优点。

如果采用具有通信功能的故障定位产品，每隔一段时间采集各分支线路的负荷、电流并实时传回主站系统，主站记录并存储这些数据，那么故障定位系统同时又是一套配网状态的准实时在线监测系统。通过对线路正常运行时的负荷、电流等信息进行实时监测，操作人员可以对配网线路各分支的实时负荷分布情况做到一目了然；通过对配点网中每一分支的历史数据进行分析对比，可以对各分支线路的总体负荷水平及变动规律有一个较为精确地掌握。这些数据可为配网智能断路器选型及进一步推行配网自动化系统提供基础资料。如果产品通信采用标准的电力标通信规约，可与现有主站SCADA/FA系统无缝连接，将来可接入配网自动化系统^{[5, 6]}。

目前，所有厂家的故障定位产品都有其技术优势及局限性，结合内蒙古地区农网偏远配网线路的实际情况综合考虑，才能更好地选择出适合本地区的产品。同时也建议生产厂家应用人工智能等新技术，加大研发力度，开发出应用简单且准确率高的故障定位产品，更好地服务于电力生产。