2018, Vol. 36 
2. 国网保定供电公司, 河北 保定 071003
2. State Grid Baoding Power Company, Baoding 071003, China
伊克昭—临沂±800 kV直流特高压输电线路于2017-12-25建成，该线路始于内蒙古自治区鄂尔多斯市上海庙换流站，止于山东省临沂市沂南县智圣换流站，途经内蒙古、陕西、山西、河北、河南、山东6省（自治区），线路长度为1230.4 km。输电线路建设完成后，需进行线路参数的实测工作，用于电力系统继电保护装置的整定计算等。但是在线路参数测试过程中发现存在接地保护线漏拆的情况，导致线路参数测试工作无法进行，严重影响了该输电工程的验收进度。
本文对伊克昭—临沂±800 kV输电线路参数实测过程中遇到的问题进行分析，最终快速高效地找到了漏拆接地线，保证了线路参数实测工作的顺利进行。
1 极Ⅱ线路存在接地点的判定按照线路参数测试导则[1]，在进行直流输电线路电气参数和频率特性测试之前，需测量直流输电线路的静态感应电压、感应电流和线路绝缘电阻。结果发现极Ⅱ线路在两端开路时直流感应电压很低，而极Ⅰ线路直流感应电压超过10 kV；测量极Ⅱ线路对地绝缘电阻，电阻值近似于0，因此认为极Ⅱ线路存在接地点，并进行了验证测量和分析[2]。
1.1 双极线路对端接地和开路时感应电压测量 1.1.1 对端接地将双极线路对端接地，在测量端采用电阻式分压器分别测量极Ⅰ线路和极Ⅱ线路的感应电压，记录感应电压的交、直流分量。测量接线见图 1所示，测量结果如表 1所示。
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图 1 对端接地时测量端感应电压测量接线图 |
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表 1 双极线路对端接地时测量端感应电压测量结果 |
将双极线路对端开路，在测量端采用电阻式分压器分别测量极Ⅰ线路和极Ⅱ线路的感应电压，记录感应电压的交、直流分量。测量接线如图 2所示，测量结果如表 2所示。
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图 2 对端开路时测量端感应电压测量接线图 |
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表 2 双极线路对端开路时测量端感应电压测量结果 |
（1）双极线路对端开路和对端接地时，极Ⅱ线路的感应电压直流分量很小，量值相差不大；而极Ⅰ线路在对端开路时的感应电压直流分量达到10 kV以上，远远超过极Ⅰ线路对端接地时感应电压直流分量测量值12.8 V。
（2）因极Ⅰ和极Ⅱ线路同样处于带电运行的直流线路的合成电场中，在双极线路两端开路的状态下，极Ⅰ和极Ⅱ线路的感应电压直流分量应处于同一数量级。
综合（1）和（2）的分析结果，认为极Ⅰ线路不存在接地点，其直流感应电压水平极高，应该是带电运行线路合成电场对其中的悬浮导体充电造成；极Ⅱ线路存在接地点，使得在极Ⅱ线路两端都开路的情况下，接地点位置的低阻抗将感应电压直流分量对地泄放至零值附近，导致在测量端测量到的感应电压直流分量很小。
1.2 双极线路对端接地和开路时感应电流测量将双极线路对端接地，在测量端用钳形电流表分别测量极Ⅰ线路和极Ⅱ线路感应电流，记录感应电流的交、直流分量。测量接线如图 3所示，测量结果如表 3所示。
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图 3 对端接地时测量端感应电流测量接线图 |
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表 3 双极线路对端接地时感应电流测量结果 |
将双极线路对端开路、测量端接地，在测量端用钳形电流表分别测量极Ⅰ线路和极Ⅱ线路感应电流，记录感应电流的交、直流分量。测量接线如图 4所示，测量结果如表 4所示。
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图 4 对端开路时测量端感应电流测量接线图 |
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表 4 对端开路时感应电流测量结果 |
对表 3、表 4数据进行对比，在极Ⅱ线路对端接地或者开路的情况下，感应电流基本相同，说明极Ⅱ线路存在接地点。极Ⅰ线路对端开路时的直流感应电流明显大于对端接地时的直流感应电流，说明极Ⅰ线路正常。
1.3 绝缘电阻测量验证由于极Ⅰ线路在对端开路时感应电压直流分量高达10 kV以上，绝缘电阻表在如此高的感应电压下无法工作，因此不对极Ⅰ线路进行测量。假设极Ⅱ线路存在接地点，采用测量线路绝缘电阻方式进行验证。绝缘测试接线图如图 5所示。
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图 5 极Ⅱ线路绝缘测试接线图 |
将极Ⅱ线路对端接地，测量绝缘电阻为0；将极Ⅱ线路对端开路悬空，测量绝缘电阻为0，表明极Ⅱ线路存在接地点。
1.4 直流电流法验证采用直流电流法验证极Ⅰ和极Ⅱ线路是否存在接地点。测量接线图如图 6所示。
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图 6 直流电流法测量接线图 |
将双极线路对端接地，在测量端施加直流电源，测量直流输电线路—大地回路电流，此时回路电流应该非0，测量结果如表 5所示。
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表 5 双极线路对端接地时回路电流值 |
将双极线路对端开路悬空，在测量端施加直流电源，测量直流输电线路—大地回路电流，正常状态下，回路电流应该为0，测量结果如表 6。
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表 6 双极线路对端开路悬空时回路电流值 |
比较表 5和表 6测量结果，认为极Ⅰ线路没有接地点，极Ⅱ线路存在接地点。
综上所述，通过对比分析极Ⅰ线路和极Ⅱ线路直流感应电压、感应电流、绝缘电阻测试值，并采用直流电流法测量直流输电线路—大地回路电流进行验证分析，最终确认极Ⅰ线路完好，不存在接地点，极Ⅱ线路存在接地点。
2 故障接地线排查方法选择 2.1 线路电阻占比法线路电阻占比法是线路参数测试中常用的定位方法。通过测量极Ⅰ、极Ⅱ两条线路的电阻，根据故障相所测电阻占非故障相所测电阻的比值，来估算故障点的位置。线路电阻占比法原理见图 7。
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图 7 线路电阻占比法原理图 |
在线路全长的电阻值远大于故障点接地电阻的前提下，此方法可以对故障点进行精确定位。但是，特高压直流输电线路线径较大、分裂数多，电阻率小，实际定位过程中故障点接地电阻对定位精度影响较大。
本次所测输电线路主要采用8×JL1/G3A-1250/ 70型导线，其电阻值约为0.002 7 Ω/km，线路全长电阻值约为3.4 Ω。而线路铁塔上的保护接地一般直接接在铁塔上，铁塔接地电阻一般为4~5 Ω。故障点的接地电阻与线路电阻相差不大，不满足线路全长电阻远大于铁塔接地电阻的条件，故采用此方法定位，结果误差大，不能满足定位精度要求[3]。
2.2 二分法采用二分法查找故障点时，应保持线路两侧开路，从线路中间施加电流源，用钳形电流表测量流向线路两侧的电流，有电流流过的一侧存在接地点。若发现某侧线段存在接地点，则可按照如上测量方法和流程逐渐向存在接地点侧逼近测量，直至将接地点范围缩小在适当范围内，然后对该范围内线路进行重点排查[4-5]。具体测试方法如图 8所示。
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图 8 二分法查找故障点原理图 |
具体测试流程为：
（1）保持上海庙换流站、临沂换流站极Ⅱ线路接地刀闸处于分闸状态；
（2）在线路中选定测量点M，按测试接线图 8连接测试回路；
（3）在图 8中M点两侧分别用钳形电流表测量线路直流电流（由于钳形电流表结构限制，建议测量单根分裂导线），读数稳定后记录数值；
（4）如果M点两侧的测量结果为一侧电流大于0，另一侧电流为0，则可判断有电流侧线路存在接地点；
（5）若M点两侧测量结果为两侧均存在反向直流电流，则两侧均存在接地点；
（6）若发现接地点，则可按照如上测量方法和流程逐渐向存在接地点侧逼近测量，直至将接地点范围缩小在适当范围内，停止测量，对该范围内线路进行重点排查。
采用该方法测量工期短、精度高、工作量小，因此最终决定采用二分法进行故障接地点查找。
3 故障接地点现场排查根据前期感应电水平，选择本次测试设备，设备参数见表 7。测量时需注意：
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表 7 测试设备及设备参数 |
（1）引下线截面积不小于4 mm2；
（2）钳形电流表测量直流电流时注意校零，口径满足测试导线要求；
（3）交流感应电较大，注意安全措施。
实测过程中，进行了4次测量，最终将故障点定位在70 km以内，通过有针对性的巡线快速找到了故障接地点。
4 结语通过对比分析，确认极Ⅱ线路存在接地点，并选择采用二分法排查策略，快速高效地找到了故障接地点，保证了线路参数实测工作的顺利进行。试验的成功实施验证了技术方案的可行性，提高了线路参数测试工作效率，故障接地点的排查方法可供处理类似问题借鉴。
| [1] | 电力行业高压试验技术标准化技术委员会. 直流输电线路及接地极线路参数测试导则: DL/T 1566-2016[S]. 北京: 中国电力出版社, 2016. |
| [2] | 刘浩军, 阎国增, 王少华, 等. 1000 kV晥南-浙北特高压交流线路静电感应电压分析[J]. 高电压技术, 2015, 41(11): 3687–3693. |
| [3] | 张怿宁, 束洪春, 田鑫萃, 等. 特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(24): 1–2. DOI:10.7667/j.issn.1674-3415.2015.24.001 |
| [4] | 陈伟. 高压输电线路参数测试工艺的改进[J]. 贵州电力技术, 2016, 11(19): 34–40. |
| [5] | 李子龙, 江秀臣, 刘浩, 等. 基于广域测量的故障区段定位方法[J]. 广东电力, 2017, 30(8): 68–73. |