0 前言
中低压配电网一般为小电流接地系统，其中单相接地故障发生率占总故障率的 85% 以上。然而由于接地故障特征复杂多变，选线和定位故障区段比较困难，严重影响着供电可靠性。在县城农村配电网中存在点多、线长、面广及接线方式复杂多变等特点，因此在线路故障时，要靠配电运行人员沿线查线，直到发现故障点，且故障查找困难，难以保障及时恢复供电，造成供电可靠性更低。
过去，提高配电网供电可靠性通常可以采用改变 10kV 线路接线方式，加强线路的绝缘化水平，及时更换老化设备，加强对 10kV 线路运行人员的业务培训，规范用户设备选型，综合安排停电，转供电操作，推行配电网带电作业等措施。这些措施在一定程度上减少了停电次数，提高了供电可靠性。然而，随着我国经济和社会持续快速发展，人民生活水平的进一步提高，电力用户对供电可靠性也提出了更高的要求。因此供电服务压力与日俱增，配电网自动化的建设被提上日程。
配电网自动化的建设推动了线路故障定位系统的快速发展，系统主要包括故障指示器和信号源。文献 [1] 论述了配电系统故障指示器的基本原理及其特点，并对其发展前景进行了展望。文献 [2] 通过对故障指示器原理的分析，建议故障指示器应具有通信功能，能够将信息上传指定终端。文献 [3] 介绍了一种集短路、接地监测、远程通信为一体的智能型故障指示器成功应用的情况。文献 [4] 通过现场试验对故障指示器系统有效性进行了研究，并对系统应用、建设和运维中需要解决的问题提出了建议。现场运行经验表明故障定位系统能够实时监测线路的运行状态，对线路故障进行快速准确定位，并发出报警指示。并且故障指示器与其他配电自动化设备相比，具有体积小、重量轻、安装拆除方便，成本相对较低的优点 [5]。应用单相接地故障指示器系统进行故障定位作为故障选线与定位的一个重要技术手段，已经在我国很多地区得到了广泛应用。将来还会有大量信号源接入配电网，因此信号源接入实际配电网之前进行有效的检测检验是非常必要的，对于提高厂家产品质量和减少投入运行后的事故发生具有重要的现实意义。
1 信号源主动注入信号法检测原理
国内外中压配电网广泛采用小电流接地运行方式，主要是中性点不接地和经消弧线圈接地方式 [6]。文献 [7] 指出小电流故障定位方法按照定位所利用的信号方式不同，可分为主动式和被动式两大类。文献 [8] 通过研究现有应用的暂态综合判据法”和 “信号源注入法”检测原理，发现这两种方法适用于配电网常见的中性点不接地和经消弧线圈接地系统，且动作准确性高于其他检测原理。其中，以主动注入信号法的接地检测方法*为可靠。此种方法是**不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式以及故障随机因素等影响的故障检测方法。但需要安装信号源，由信号源和故障指示器组成故障定位系统。
主动注入信号法是在故障发生后主动地向系统注入特定信号，当安装在故障通道上的故障指示器采集到这一特殊信号后，报警指示单相接地故障。中压配电网中变压器 10 kV 出线侧一般接为三角形形式。信号源可以安装在室外的杆塔上，它与挂接在线路上的故障指示器组成的故障定位系统来检测单相接地故障。
目前，国内信号源的工作原理主要分为三种：一是中值电阻信号注入法；二是高次谐波信号注入法；三是不平衡电流信号注入法。
三种方法中，由于中值电阻注入电流信号法具有较多优点。如注入信号为工频脉冲信号，对系统运行无任何**影响，同时注入信号强度、脉冲宽度和间隔时间均可人为设定，工频信号容易被线路上的各种智能终端设备（如FTU、DTU）识别和准确采样，这样可以使信号注入检测接地故障的方法得到更广泛的推广和应用。在接地故障发生时，投入阻性负荷有助于消除系统谐振。因此运行可靠性更高，是目前中性点非有效性接地系统中，实现在线准确定位接地故障点*有效方法，该方法具有可靠性高、投资省、易推广以及对系统运行无负面影响的优点。因此，中值电阻信号注入法可以作为故障指示器接地判据的优选。图 1 展示了中值电阻投切注入信号法的原理。
中值电阻投切法原理的信号源需要增加一次设备，主要由避雷器、熔断器、电压互感器等几部分组成。当信号源监测到系统发生单相接地故障 ( 一般为系统出现零序电压超过设定启动值，应与变电站绝缘监视整定值一致 ) 时，高压接触器闭合，向系统投入中值电阻，每隔一定时间进行一次投切，这样在故障线路故障相与非故障相之间变人为的接地故障。在故障相的超前相与故障相之间流过特定的电流序列信号，供故障指示器检测判断。
2 信号源装置的结构与功能
根据信号源注入特定电流信号的原理，设计和制造了信号源装置。装置原理如图 2 所示。
该信号源装置适用于 10 kV 配电网中性点不接地系统单相接地故障定位系统。其中一次高压接线端子 1 接入 10 kV 配电网 A C 两相；正常运行状态时，控制器能够在线实时监测系统电压电流，一旦发生单相接地故障，控制器可以检测到电压达到控制器故障电压启动定值时，发出信号控制高压接触器 3，按照设定的脉冲序列投切，在超前的非故障相和故障相接地点之间形成回路，向接地故障相注入特定的电流序列信号。当故障指示器检测到特定电流信
号和电压降低的情况下，故障指示器翻牌，并将故障信息上传主站和指定终端，迅速告知值班工作人员。利用单相接地故障定位系统，可以实现配电网的单相接地故障有效快速定位，快速隔离，非故障区快速恢复供电等功能，提高了供电可靠性，保障了线路的安全稳定运行。
3 信号源装置的检测分析
为了准确的检测信号源装置的性能和功能。需要模拟输入的单相接地故障投切功能试验技术要求：故障相判断正确；投切相正确，即投切故障相的超前相一次；控制器输出控制信号序列应正确；电流信号序列正确。以前，为验证广泛应用的配电网故障指示器系统的有效性，需要在实际电网电路中开展“10 kV 配电线路上人工单相接地试验”。在实际电网电路中安装信号源发生装置和配电网故障指示器，做好相应安全措施，采用人工方式使 10 kV 线路发生单
相接地故障。虽然在实际电路中进行试验，运行环境更加真实，得到的数据更符合实际。现在，在配电网动模系统上进行配电网故障指示器系统的有效性的检测，可以方便灵活的模拟各种接线方式下、不同接地点、不同负荷下的单相接地故障。减轻了工作人员劳动强度，节省了检测时间，有效的提高了信号源检测效率。具体方法如下：
将故障指示器挂接入模拟线路上，动模系统 PT 二次侧与信号源控制器相连。配电网动模系统一次接线图如图 3 所示。其中 QF21 至QF92，均为模拟断器，XL1-XL6 均为模拟线路，D13、D15 为模拟单相接地点。 为故障指示器，信号源接在 QF21 出线位置。以模拟 C相故障为例，故障点设置为 D13。根据设置，信号源投切超前相 A。使用录波仪录到的 A 相电流波形如图 4 所示。
将一台检测完成的信号源装置接入变电站 10 kV出线侧杆塔上，帮助进行故障查找。运行情况表明，线路故障指示器系统在 10 kV 配电线路上得到了广泛应用，减轻了巡线人员的劳动强度，提高了工作效率，缩短了停电时间。
4 结束语
为了验证配电网信号源功能性能的有效性，本文在信号源单机状态下利用继电保护测试仪和接入配电网动模系统中模拟单相接地故障的工况，对其进行了**的入网前检测。可以得出以下结论：
1）由信号源接入实际配电线路的运行情况表明，对信号源入网前的的检测方法是正确有效的。
2）当发生单相接地故障时，信号源有规律的投切中值电阻，在非故障相和故障相接地点之间形成回路，注入特定序列的电流信号。故障指示器检测到特定电流信号和电压降低的情况下，故障指示器翻牌，并将故障信息上传主站和指定终端。
3）目前信号源的投入接地电阻一般是固定值，接地电流大小不能很好的控制。未来可以研制通过控制晶闸管导通角来控制接地电流大小的新型信号源。
