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摘要：本文通过对接地故障选线装置的国内外研究水平进行综述，同时分析相应的理论、实践依据，并提出项目的研究内容和实施方案，在一定程度上为接地选线装置的推广和使用提供参考依据。
关键词：接地故障 接地方式 选线
1 试验研究的目的和意义
1.1 我国低压配电网大多采用中性点非直接接地方式运行，发生单相接地故障时，接地故障处仅流过线路的电容电流，按规程要求允许继续运行1～2小时;此时，非故障相对地电压升至线电压水平，可能导致其绝缘薄弱处发生对地击穿，从而事故扩大并发展为永久性的相间或三相故障。长期以来，人们开发出许多种检测方法及装置，但应用状况很不理想。由于缺少可靠的接地选线手段，运行人员不得不继续沿用人工拉路的方法选择故障线路。显然，这种方法降低了供电可靠性，延长了系统带单相接地运行的时间，增大了扩大故障和误操作的可能性，也无法满足变电站自动化和无人值班的要求。
1.2 目前国内的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号的选线理论，总体选线准确率不到70%，无法适应工、农业高速发展对供电可靠性的要求。基于暂态信号的选线理论在我国还处于研究和试验阶段，随着基于暂态信号的选线理论的成熟和完善，传统的基于稳态工频信号的小电流选线系统将被基于暂态信号的小电流接地选线系统所取代。
1.3 本项目拟试验及应用推广的YH-B811小电流接地选线装置证明效果明显，判断准确，可推广应用于6kV～66kV中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地的系统，可广泛应用于网内的变电站、发电厂、水电站及石油、化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
1.4 本项目成果推广后，将极大地减少故障判断查找的时间，以及拉路查找过程中对售电量及客户满意度的不利影响。对于供电可靠性以及客户服务工作都会起到积极作用。
2 国内外研究水平综述
2.1 目前国内所采用的小电流接地选线装置大都是国内厂家自主研发的产品。国际同类产品与国内相比并无优势，国内选线理论在国际上处于领先地位。国内选线产品比较好的厂家主要有：北京华星、北京天利、保定中恒、北京中电欧亚等。所采用的选线理论基本相同，都是基于稳态工频信号。稳态工频信号选线理论存在无法解决的技术屏颈：稳态电流小、互感器精度差等，因此选线准确率一直不理想。
2.2 目前国内外66kV以下配电网中的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号选线理论，基于暂态信号的选线理论在我国还处于研究和试验阶段，随着基于暂态信号的选线理论的成熟和完善，传统的基于稳态工频信号的小电流选线系统将被基于暂态信号的小电流接地选线系统所取代。因此，基于暂态信号的小电流接地选线系统在国内外都有着广泛的市场前景。
2.3 国内大多数厂家的小电流接地选线理论仍为稳态选线，暂态选线理论应用较少，或是硬件上支持不足，导致选线理论得不到广泛应用。
2.4 本次试验以及拟应用推广的接地选线装置，硬件上采用冷火系列32位高性能CPU，16位AD，采样速率达每周波1024点，在硬件上保证了选线理论的可行性。选线算法采用自适应暂态零序电流特征频带选线法，利用高频信号完成选线功能。与传统选线装置相比具有不受电网接地方式的显著优势。
3 项目的理论和实践依据
3.1 目前国内的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号的选线理论，而稳态工频信号容易受到电网接地方式、互感器精度等外界因素影响，影响选线效果，误选拒选概率大。相对于基于稳态工频信号的选线理论，基于暂态信号的选线理论具有不受电网接地方式影响、故障信息丰富、对互感器精度无特殊要求等明显优势，目前已成为人们研究的热点和趋势。
3.2 故障信号的暂态分量相对于稳态分量具有如下特征：①单相接地故障发生瞬间（5ms以内），故障电流中含有丰富的暂态高频分量，是稳态信号的十几倍到几十倍。②暂态高频分量同样满足故障线路幅值最大、相位与其它健全线路相反的特征。③暂态分量的能量主要集中在2k～3kHz，消弧线圈对其的补偿作用很小，相当于开路，不会对正确选线带来实质性的影响。
3.3 该课题关键技术及难点如下：①自适应暂态零序电流特征频带选线理论的研究;②适应暂态信号的高速高精度数据采集系统的研究;③互感器对暂态高频分量的传送特性影响因素;④从暂态信号中准确捕捉故障启动点;⑤高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理方法。
4 项目研究内容和实施方案
4.1 装置生产期间主要研发内容：①自适应暂态零序电流特征频带选线理论的研究。该理论要求捕捉故障发生时刻的暂态电压电流信号，并对暂态信号进行分析，提取其中的高频特征分量，实现故障线路的判定。但是该理论对硬件、软件的要求很高，必须通过对该理论的研究进行相应的优化处理。②适应暂态信号的高速高精度数据采集系统的研究。为了确保暂态信号中的高频谐波分量不丢失，保证进一步谐波分析和特征信号提取的有效性，必须设计一套适应暂态信号采集的高速高精度数据采集系统，要求实现多通道数据采集的同步性，高速采样带来的干扰问题由电磁兼容性设计保证。③互感器对暂态高频分量的传送特性影响。普通互感器对暂态高频分量的传送特性较差，通常都在1000Hz以内，自适应暂态零序电流特征频带选线原理要求采集2000Hz以上的高频分量，普通互感器根本无法满足要求。④从暂态信号中准确捕捉故障启动点。由于采样速率高，数据处理量大，系统必须能够及时地从暂态信号中提取故障启动点信息，既要保证故障启动点定位的准确性，又要保证保护启动的可靠性。⑤高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理的方法。
高速采样带来高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理等一系列问题。要求系统能够对数据流进行及时分析处理，从中提取特征信息。 装置试验及应用期间主要研发内容：①装置判断准确性的研究。通过试验场所发生接地故障后，选线装置的记录与实际事件的相符合程度。②装置记录波形与实际运行状况一致性的研究。通过装置对电压、电流信号的捕捉与记录，分析设备运行状况，并结合设备状况分析，确定装置是否如实地反映设备实际运行状况。③装置实用性验证与市场推广的研究。确定装置的推广前景和目标市场，将完善后的装置及其软件系统整合为成套可用的接地选线问题解决方案，可供方便的使用及掌握，使其具备较强的可转移性。
4.2 通过前期的理论研究并形成产品之后，进入产品试验阶段，本阶段公司计划提供昆仑山路、永定河道、东海道这3个中心配电室作为试验场所，对接地选线装置的效果进行验证。试验各阶段划分如下：①由公司相关专业人员协助合作厂家的技术人员，将接地选线装置安装在以上几个中心配电室内，并调试至可靠运行。②确定2年时间为装置运行试验期，期间由公司相关专业人员定期对装置进行巡检和参数读取，并将读取的数据反馈给管理人员开展分析统计工作，分月度、季度、半年度、年度编写技术分析及统计报表。③根据装置运行试验期间系统发生的接地事件，核对同期间选线装置的记录，对该装置的实用效果及其准确性进行评价，并最终确定装置的实用性及推广前景。
4.3 本装置通过试验如能确定准确实用，将具备广阔的推广前景。通过选线装置查找接地线路的方式将彻底颠覆之前传统的手动拉路查找方式。将对提高供电可靠性，减少系统故障运行时间，降低扩大故障和误操作的可能性起到决定性作用。
4.4 理论研究由生产厂家负责，并形成具体产品。试验及应用研究由电力公司负责，计划在3年的研究期内，通过在3个中心配电室内安装该选线装置，安排相关专业人员对装置的运行情况和判断结果进行记录、汇总及分析，并将其形成可推广的技术成果。
5 预期目标和成果形式
5.1 预期目标：通过对接地选线装置的试验，逐步提高本装置的准确率与实用性，使本装置判断正确率达到100%。并在实际应用中总结经验，完善本装置，使之能够广泛推广应用到整个配电网系统中。
5.2 成果形式：本项目成果将形成一套完整的解决方案，包括硬件设备、管理和分析软件以及培训方案等，通过成套推广，利于其他工作人员迅速掌握，具备很强的可转移性。
6 试验过程及评价
通过近1年来的试验，该接地选线装置在上述3座配电室发生的多次接地故障中，监测反应灵敏，选线结果准确，时间记录精准，具有很好的推广应用价值。可在配网中心开闭所、开关站等多辐射出线设备广泛推广安装，对于提高配网供电可靠性，减少运行人员工作量具有明显作用。
参考文献：
[1]巩俊强，邓浩，黄炜昭.小电流接地选线装置现场试验[J].电气自动化，2013（01）.
[2]张保会，徐靖东，阎海山.一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法[J].专利库，2009（07）.
[3]王晶，刘延军.小电流接地系统故障选线装置的原理及在化工二厂的应用[J].科技创新与应用，2012（01）.
关键词：接地故障 接地方式 选线
1 试验研究的目的和意义
1.1 我国低压配电网大多采用中性点非直接接地方式运行，发生单相接地故障时，接地故障处仅流过线路的电容电流，按规程要求允许继续运行1～2小时;此时，非故障相对地电压升至线电压水平，可能导致其绝缘薄弱处发生对地击穿，从而事故扩大并发展为永久性的相间或三相故障。长期以来，人们开发出许多种检测方法及装置，但应用状况很不理想。由于缺少可靠的接地选线手段，运行人员不得不继续沿用人工拉路的方法选择故障线路。显然，这种方法降低了供电可靠性，延长了系统带单相接地运行的时间，增大了扩大故障和误操作的可能性，也无法满足变电站自动化和无人值班的要求。
1.2 目前国内的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号的选线理论，总体选线准确率不到70%，无法适应工、农业高速发展对供电可靠性的要求。基于暂态信号的选线理论在我国还处于研究和试验阶段，随着基于暂态信号的选线理论的成熟和完善，传统的基于稳态工频信号的小电流选线系统将被基于暂态信号的小电流接地选线系统所取代。
1.3 本项目拟试验及应用推广的YH-B811小电流接地选线装置证明效果明显，判断准确，可推广应用于6kV～66kV中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地的系统，可广泛应用于网内的变电站、发电厂、水电站及石油、化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。
1.4 本项目成果推广后，将极大地减少故障判断查找的时间，以及拉路查找过程中对售电量及客户满意度的不利影响。对于供电可靠性以及客户服务工作都会起到积极作用。
2 国内外研究水平综述
2.1 目前国内所采用的小电流接地选线装置大都是国内厂家自主研发的产品。国际同类产品与国内相比并无优势，国内选线理论在国际上处于领先地位。国内选线产品比较好的厂家主要有：北京华星、北京天利、保定中恒、北京中电欧亚等。所采用的选线理论基本相同，都是基于稳态工频信号。稳态工频信号选线理论存在无法解决的技术屏颈：稳态电流小、互感器精度差等，因此选线准确率一直不理想。
2.2 目前国内外66kV以下配电网中的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号选线理论，基于暂态信号的选线理论在我国还处于研究和试验阶段，随着基于暂态信号的选线理论的成熟和完善，传统的基于稳态工频信号的小电流选线系统将被基于暂态信号的小电流接地选线系统所取代。因此，基于暂态信号的小电流接地选线系统在国内外都有着广泛的市场前景。
2.3 国内大多数厂家的小电流接地选线理论仍为稳态选线，暂态选线理论应用较少，或是硬件上支持不足，导致选线理论得不到广泛应用。
2.4 本次试验以及拟应用推广的接地选线装置，硬件上采用冷火系列32位高性能CPU，16位AD，采样速率达每周波1024点，在硬件上保证了选线理论的可行性。选线算法采用自适应暂态零序电流特征频带选线法，利用高频信号完成选线功能。与传统选线装置相比具有不受电网接地方式的显著优势。
3 项目的理论和实践依据
3.1 目前国内的小电流接地选线系统主要采用基于稳态工频信号的选线理论，而稳态工频信号容易受到电网接地方式、互感器精度等外界因素影响，影响选线效果，误选拒选概率大。相对于基于稳态工频信号的选线理论，基于暂态信号的选线理论具有不受电网接地方式影响、故障信息丰富、对互感器精度无特殊要求等明显优势，目前已成为人们研究的热点和趋势。
3.2 故障信号的暂态分量相对于稳态分量具有如下特征：①单相接地故障发生瞬间（5ms以内），故障电流中含有丰富的暂态高频分量，是稳态信号的十几倍到几十倍。②暂态高频分量同样满足故障线路幅值最大、相位与其它健全线路相反的特征。③暂态分量的能量主要集中在2k～3kHz，消弧线圈对其的补偿作用很小，相当于开路，不会对正确选线带来实质性的影响。
3.3 该课题关键技术及难点如下：①自适应暂态零序电流特征频带选线理论的研究;②适应暂态信号的高速高精度数据采集系统的研究;③互感器对暂态高频分量的传送特性影响因素;④从暂态信号中准确捕捉故障启动点;⑤高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理方法。
4 项目研究内容和实施方案
4.1 装置生产期间主要研发内容：①自适应暂态零序电流特征频带选线理论的研究。该理论要求捕捉故障发生时刻的暂态电压电流信号，并对暂态信号进行分析，提取其中的高频特征分量，实现故障线路的判定。但是该理论对硬件、软件的要求很高，必须通过对该理论的研究进行相应的优化处理。②适应暂态信号的高速高精度数据采集系统的研究。为了确保暂态信号中的高频谐波分量不丢失，保证进一步谐波分析和特征信号提取的有效性，必须设计一套适应暂态信号采集的高速高精度数据采集系统，要求实现多通道数据采集的同步性，高速采样带来的干扰问题由电磁兼容性设计保证。③互感器对暂态高频分量的传送特性影响。普通互感器对暂态高频分量的传送特性较差，通常都在1000Hz以内，自适应暂态零序电流特征频带选线原理要求采集2000Hz以上的高频分量，普通互感器根本无法满足要求。④从暂态信号中准确捕捉故障启动点。由于采样速率高，数据处理量大，系统必须能够及时地从暂态信号中提取故障启动点信息，既要保证故障启动点定位的准确性，又要保证保护启动的可靠性。⑤高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理的方法。
高速采样带来高速大容量数据流的存储、读取、分析和处理等一系列问题。要求系统能够对数据流进行及时分析处理，从中提取特征信息。 装置试验及应用期间主要研发内容：①装置判断准确性的研究。通过试验场所发生接地故障后，选线装置的记录与实际事件的相符合程度。②装置记录波形与实际运行状况一致性的研究。通过装置对电压、电流信号的捕捉与记录，分析设备运行状况，并结合设备状况分析，确定装置是否如实地反映设备实际运行状况。③装置实用性验证与市场推广的研究。确定装置的推广前景和目标市场，将完善后的装置及其软件系统整合为成套可用的接地选线问题解决方案，可供方便的使用及掌握，使其具备较强的可转移性。
4.2 通过前期的理论研究并形成产品之后，进入产品试验阶段，本阶段公司计划提供昆仑山路、永定河道、东海道这3个中心配电室作为试验场所，对接地选线装置的效果进行验证。试验各阶段划分如下：①由公司相关专业人员协助合作厂家的技术人员，将接地选线装置安装在以上几个中心配电室内，并调试至可靠运行。②确定2年时间为装置运行试验期，期间由公司相关专业人员定期对装置进行巡检和参数读取，并将读取的数据反馈给管理人员开展分析统计工作，分月度、季度、半年度、年度编写技术分析及统计报表。③根据装置运行试验期间系统发生的接地事件，核对同期间选线装置的记录，对该装置的实用效果及其准确性进行评价，并最终确定装置的实用性及推广前景。
4.3 本装置通过试验如能确定准确实用，将具备广阔的推广前景。通过选线装置查找接地线路的方式将彻底颠覆之前传统的手动拉路查找方式。将对提高供电可靠性，减少系统故障运行时间，降低扩大故障和误操作的可能性起到决定性作用。
4.4 理论研究由生产厂家负责，并形成具体产品。试验及应用研究由电力公司负责，计划在3年的研究期内，通过在3个中心配电室内安装该选线装置，安排相关专业人员对装置的运行情况和判断结果进行记录、汇总及分析，并将其形成可推广的技术成果。
5 预期目标和成果形式
5.1 预期目标：通过对接地选线装置的试验，逐步提高本装置的准确率与实用性，使本装置判断正确率达到100%。并在实际应用中总结经验，完善本装置，使之能够广泛推广应用到整个配电网系统中。
5.2 成果形式：本项目成果将形成一套完整的解决方案，包括硬件设备、管理和分析软件以及培训方案等，通过成套推广，利于其他工作人员迅速掌握，具备很强的可转移性。
6 试验过程及评价
通过近1年来的试验，该接地选线装置在上述3座配电室发生的多次接地故障中，监测反应灵敏，选线结果准确，时间记录精准，具有很好的推广应用价值。可在配网中心开闭所、开关站等多辐射出线设备广泛推广安装，对于提高配网供电可靠性，减少运行人员工作量具有明显作用。
参考文献：
[1]巩俊强，邓浩，黄炜昭.小电流接地选线装置现场试验[J].电气自动化，2013（01）.
[2]张保会，徐靖东，阎海山.一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法[J].专利库，2009（07）.
[3]王晶，刘延军.小电流接地系统故障选线装置的原理及在化工二厂的应用[J].科技创新与应用，2012（01）.