配電線路故障識別技術(shù)探析

劉峰

[摘 要]電力線路是電網(wǎng)運(yùn)行的命脈，它在輸送電能的同時又相當(dāng)脆弱，隨著電氣技術(shù)的飛速發(fā)展，用電設(shè)備的類型越來越多，配電線路的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，因此，配電線路中電氣故障的產(chǎn)生模式也是復(fù)雜多樣的，而且有些大規(guī)模的電氣火災(zāi)也是由配電線路的電氣故障引起的，因此識別出低壓配電線路產(chǎn)生的電氣故障類別以及產(chǎn)生故障的位置是十分必要的。

[關(guān)鍵詞]低壓 配電線路 故障識別 判斷

中圖分類號：TD203 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0038-01

引言

在整個配電網(wǎng)中，配電線路是最主要的組成部分，同時也是整個配電網(wǎng)的核心部分，對整個配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性具有較為重要的影響。但是，近幾年來，在對配電網(wǎng)中配電線路運(yùn)行情況進(jìn)行檢查的過程中發(fā)現(xiàn)，配電線路在運(yùn)行時，由于受到雷電、雨雪和暴風(fēng)等外在因素和環(huán)境變化的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)單相接地和系統(tǒng)間歇性故障等問題，在一定程度上對整個配電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成了影響。接下來，本文就以有效解決該問題為主要目的，對配電線路在線故障識別和診斷技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 配電線路運(yùn)行過程中常見故障識別

1.1 系統(tǒng)間歇性故障

系統(tǒng)間歇性故障，主要指的是在配電線路運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)間歇性放電，并且在放電過程中還會伴隨弧光線現(xiàn)象。在配電線路運(yùn)行過程中，間歇性故障的發(fā)生具有隨機(jī)性，屬于不可測行為，相鄰兩次間歇性故障的發(fā)生，其間隔時間可能是幾秒鐘，也可能是幾天。間歇性故障的發(fā)生，會在一定程度上對配電線路的正常運(yùn)行造成影響，不利于配電網(wǎng)的順利發(fā)展。因此，在配電線路運(yùn)行過程中，一定要對間隙性故障進(jìn)行及時檢測，并對其進(jìn)行及時解決，避免其造成惡劣后果[1]。

1.2 單相接地故障

1.2.1 金屬性接地。金屬性接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于完全接地故障，主要發(fā)生在饋電線路上。金屬性接地故障發(fā)生的主要原因是因?yàn)樵谂潆娋€路中，某一段電線或者是電源側(cè)斷線發(fā)生故障，導(dǎo)致電線直接與地面接觸，發(fā)生故障。一旦發(fā)生金屬性接地故障，出現(xiàn)故障位置的相電壓會瞬間變?yōu)榱?，而沒有出現(xiàn)故障位置的相電壓，則會轉(zhuǎn)換成為線電壓，該現(xiàn)象不僅是金屬性接地故障發(fā)生的主要表現(xiàn)，同時也是金屬性接地故障診斷的主要憑借之一。

1.2.2 非金屬性接地。非金屬性接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于不完全接地故障，主要發(fā)生位置也位于饋電線路上。與金屬性接地故障不同，非金屬性故障發(fā)生的主要原因，不是因?yàn)榕潆娋€和電源側(cè)斷線接地，而是因?yàn)榕潆娋€路上出現(xiàn)放射電弧，通過電弧接地或者高電阻接地，發(fā)生故障，因此，非金屬性故障的發(fā)生，會時常與間歇性故障伴生。在發(fā)生非金屬性接地時，發(fā)生故障位置相電壓雖然不會變成零，但也會明顯下降，低于相電壓，而沒有出現(xiàn)故障位置相電壓也會升高，不過無法達(dá)到線電壓水平。

2 配電線路在線故障診斷技術(shù)

2.1 低壓脈沖行波法

低壓脈沖行波法是一種較為先進(jìn)的新型檢測技術(shù)，利用該技術(shù)能夠?qū)Υ蟛糠峙潆娋€路運(yùn)行故障進(jìn)行檢測，并且檢測成效較高，當(dāng)前已經(jīng)逐漸得到普及應(yīng)用。

在利用低壓脈沖行波法對配電線路故障進(jìn)行測試的過程中，需要先在被測電纜中輸入脈沖電壓。如果配電線路存在故障，就會存在故障點(diǎn)，而當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)之后，由于阻抗不符，就會產(chǎn)生一低壓反向脈沖，并由測試儀器撲捉到[2]。在此過程中，脈沖從發(fā)出到接受會出現(xiàn)時間差，通過該時間差，就能夠計算出故障點(diǎn)距離，進(jìn)而對故障進(jìn)行有效診斷。低壓脈沖行波法距離求值公式為：

X=Vo△T/2

式中：V為脈沖傳播速度；△T為脈沖和反向脈沖時間差。

在利用低壓脈沖行波法對故障進(jìn)行檢測的過程中，通常會通過對反向脈沖的極性進(jìn)行分辨，進(jìn)而對故障類型進(jìn)行判斷。

2.2 直閃行波法

在對間歇性故障進(jìn)行診斷的過程中，直閃行波法是最為有效的一種診斷方式。在利用直閃行波法對間歇性故障進(jìn)行診斷的過程中，需要利用測試高壓發(fā)生器以及電纜故障測距儀進(jìn)行配合，并對直閃行波法原理進(jìn)行合理利用，進(jìn)行才能夠?qū)ε潆娋€路間歇性故障進(jìn)行有效判斷。

2.3 經(jīng)驗(yàn)判斷法

經(jīng)驗(yàn)判斷法是當(dāng)前在對配電線路單相接地故障進(jìn)行診斷時最為常用的一種診斷方法。經(jīng)驗(yàn)判斷法，指的是在對故障進(jìn)行診斷的過程中，檢查人員直接通過自身豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，對可能發(fā)生故障的位置進(jìn)行判斷，并通過詳細(xì)檢查的方式對故障發(fā)生情況進(jìn)行確定。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)判斷法，首先要確定配電線路發(fā)生故障，然后通過故障發(fā)生后配電線路運(yùn)行的狀態(tài)，對可能發(fā)生故障的位置以及可能發(fā)生點(diǎn)故障類型進(jìn)行判斷，并由工作人員對其進(jìn)行檢查。如果，在發(fā)生故障之后，電力部門不能對故障發(fā)生位置和類型進(jìn)行確定，就需要維修人員憑借自身工作經(jīng)驗(yàn)對故障進(jìn)行初步判斷[3]。

基于以上特點(diǎn)，要想利用經(jīng)驗(yàn)判斷法對故障進(jìn)行診斷，就需要電力部門能夠?qū)ε潆娋€路整體以及線路設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)了解，掌握故障易發(fā)地點(diǎn)和類型。經(jīng)驗(yàn)判斷法是最直接的一種診斷方法，其對檢修人員要求極高。首先，檢修人員必須要具有豐富的維修經(jīng)驗(yàn)；其次，檢修人員要有敏銳的判斷力，要能夠在結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對可能發(fā)生故障的位置和類型進(jìn)行精準(zhǔn)判斷；最后，也是最重要的一點(diǎn)，檢修人員必須具有足夠強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，要能夠在故障發(fā)生后對其發(fā)生特點(diǎn)進(jìn)行掌握，在同一類型故障發(fā)生之后能夠快速對其進(jìn)行診斷。

2.4 線路絕緣搖測法

線路絕緣搖測法主要是依靠2500伏兆歐表或者是萬用表來對配電線路相線上的絕緣電阻進(jìn)行測量，進(jìn)而對故障發(fā)生位置和類型進(jìn)行判斷。在故障檢測中，該方法不僅快速實(shí)用，而且特別適用于分段分支較多、故障點(diǎn)難尋的故障檢測中。在應(yīng)用線路絕緣搖測法進(jìn)行檢測使，首先要確保配電線路不存在逆向供電，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。其次，將可能發(fā)生故障的配電線路進(jìn)行分段，在分段的兩側(cè)應(yīng)用絕緣遙測法測定電阻值，電阻值較小一側(cè)，即為故障發(fā)生位置。應(yīng)用該方法進(jìn)行檢測，每次都可以縮短一半檢測距離，在檢測次數(shù)進(jìn)行一定數(shù)量之后，檢測距離就會縮減成為一個極小數(shù)值，此時，就能夠?qū)收习l(fā)生位置進(jìn)行精準(zhǔn)診斷。

2.5 主動式定位方法

主動式定位方法是當(dāng)前配電線路故障診斷較為常用的一種方法，其主要包括S注入法、交直流綜合注入法以及中性點(diǎn)脈寬注入法等。其中，S注入法可以通過診斷信號對配電線路故障發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行判斷，具有比較高的準(zhǔn)確性。但是，S注入法也存在一定缺陷，其不能應(yīng)用與對配電網(wǎng)故障的在線定位，具有一定局限性[4]。中性點(diǎn)脈寬注入法，主要用于對配電線路發(fā)生故障進(jìn)行監(jiān)督，并且具有比較良好的可靠性和安全性，精度較高。交直流綜合注入法，當(dāng)前應(yīng)用效率比較低，主要因?yàn)槠湓谠\斷過程中具有一定危險性，并且不能及時對故障發(fā)生位置和類型進(jìn)行診斷，效率較低。

3 結(jié)束語

配電線路運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性對整個配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)具有較為嚴(yán)重影響，因此，在對配電線路運(yùn)行情況進(jìn)行管理的過程中，一定要對其發(fā)生故障進(jìn)行嚴(yán)格控制，及時診斷，及時處理，降低影響。當(dāng)前，對配電線路運(yùn)行故障進(jìn)行在線診斷的技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，并且診斷效率越來越高，檢修人員應(yīng)該對其進(jìn)行合理應(yīng)用，以此來確保配電線路故障的診斷效率，進(jìn)而確保整個配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳樹蘭.10kV配電線路故障分析及防范對策[A].戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展――首屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會論文集[C].2011.

[2]何正友.配電網(wǎng)故障診斷[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2011.

[3]翟進(jìn)乾.配電線路在線故障識別與診斷方法研究[J].重慶大學(xué)，2012（11）.

[4]苗友忠.配電系統(tǒng)整體化暫態(tài)保護(hù)與分布智能故障定位的研究[J].科技論壇，2013（4）.