對配電線路在線故障識別與診斷技術的相關探究

李紅

摘 要：配電線路是配電網的核心內容，也是影響配電網正常運行的主要因素。通常，配電線路易受到外界因素的影響，包括雷擊、樹木障礙等，從而致使配電線路的運行異常，給人們的日常用電帶來較大困擾。所以，要確保配電線路的運行安全，需要及時處理配電線路中出現(xiàn)的運輸故障，最大限度地降低故障帶來的影響，為人們提供安全、穩(wěn)定的電力能源。

關鍵詞：配電線路；在線故障識別；斷技術；研究

1 前言

在社會經濟的帶動下，人們日常生活的用電需求量逐漸增加，這對電力產業(yè)的電網運行帶來了巨大的壓力。在配電系統(tǒng)中，配電線路的運行效率直接影響著人們的日常生活，并大大降低了電力企業(yè)的運營效率，是電力企業(yè)與電力用戶間的溝通橋梁。因此，電力企業(yè)要樹立良好的企業(yè)形象，贏得健康穩(wěn)定的發(fā)展，就需要確保電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與安全，對配電線路在線故障進行有效識別別與診斷，以免線路故障導致配電系統(tǒng)崩潰，進而對人們的財產安全、人身安全造成威脅。

2 配電線路的在線故障識別

2.1 單相故障識別

單相故障可分為金屬接地與非金屬接地兩種故障。其中，金屬接地故障屬于完全性接地故障，主要是由于配電線路的某一電線段或是某一電源側出現(xiàn)斷線故障，使電線與地面直接發(fā)生接觸致使，一般在饋電線路中較常發(fā)生[1]。這種故障在發(fā)生時，所發(fā)生位置的相電壓會在較短時間變?yōu)?，其他部位的相電壓則變?yōu)榫€電壓，這一特征是維修人員進行配電線在線故障識別的主要依據(jù)。非金屬接地故障則屬于不完全接地故障，其故障位置與金屬接地故障相同，主要是由配電線路中的放射電弧致使，這種故障中電線會通過放射電弧而與地面發(fā)生非直接接觸。這種故障在發(fā)生過程中，常伴隨間歇性故障發(fā)生，且所發(fā)生故障的位置相電壓也會有明顯的下降，而未發(fā)生故障的地方相電壓會有相應的提升。這一特征也是維修人員進行配電線在線故障識別的主要依據(jù)。

2.2 高阻故障識別

高阻故障一般是指由于線路出現(xiàn)斷裂，而使其與地面及周圍物體發(fā)生直接或間接接觸。通常，若架空線路出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，很有可能造成配電線路的短路現(xiàn)象 [2]。發(fā)生高阻故障時所產生的電流，一般都低于直接接地短路故障的電流。若出現(xiàn)高阻故障而沒有得到及時的出來，很有可能致使整個配電系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，不能正常投入運行，嚴重時甚至會出現(xiàn)火災。因此，維修人員在進行在線故障識別時，通常會依據(jù)高阻故障的特性，對高阻故障加以有效識別。

2.3 間歇性故障識別

若配電運行出現(xiàn)瞬間弧光、重復性弧光，并伴隨有間歇性放電時，便可以判定為間歇性故障。通常，這種故障沒有規(guī)律可循，且故障時間并不確定，帶有嚴重的隨意性，因而較難以及時診斷。維修人員在進行配電線路在線故障識別時，要對這種故障加強重視，需要及時發(fā)現(xiàn)故障，并查明原因，作出相應的維修措施，以免不能及時發(fā)現(xiàn)故障，或由于診斷無效對整個配電系統(tǒng)造成嚴重影響，并埋下較大的安全隱患，影響人們的正常生產生活。

3 配電線路在線故障診斷研究

3.1 監(jiān)測定位

監(jiān)測定位診斷方式主要通過探測器的安裝，在故障經常發(fā)生的地方，包括分支點等通過安裝分支探測器對故障加以監(jiān)測，當然，也可以通過配電線路中的電力參數(shù)變化情況來對故障位置進行判別。這種故障在線診斷方式可以通過探測器進行故障位置確定，但技術較難以掌握，成本較高，后期維護較麻煩，因此，這種故障診斷方法很難在在線故障診斷中得到全面發(fā)展。

3.2 被動定位

在線故障診斷中，被動式定位故障診斷同城可以分為3個部分，包括查找法、阻抗法、行波法。其中，查找法主要通過配電網自身配備的監(jiān)測設備，對線路中的各區(qū)段電氣信息加以分析，從而對故障區(qū)位置進行判斷。這種故障診斷方法能夠有效縮小配電線路故障范圍 [3]。阻抗法主要是指通過小幅度交流電壓、電流等，對配電線路加以干擾產生阻抗，在這個過程中，阻抗越高，則阻礙電流的流動性就越強，電流值越小，從而對故障加以確然。這種方式通常受電源、電線的電荷影響較大的，相比較成本較低。行波法主要是通過檢測配電線路中的電流行波及電壓在線路中的傳輸時間，通過傳輸時間計算得出故障距離。

3.3 主動定位

主動式定位包括S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法3種。S注入法主要是通過單相接地故障所產生的原邊被短接，在暫停狀態(tài)的接地PT中，人為注入特殊信號的電流，通過相應的原理，來檢測與跟蹤此信號的電流通路，對接地故障進行選線定位。中性點脈寬注入法主要是在單相接地故障發(fā)生時，對變壓器的二次側向線路內注入特殊信號，通常，變壓器中性點位置以及故障線路、故障位置與地面會形成閉合回路，而注入的信號會在故障點間線路上加以流動，這種方式與S注入法也極為相似。通過檢測裝置，可對注入信號加以檢測，并對配電線路故障發(fā)生點進行定位，具有較強的可靠性與安全性。交直流綜合注入法主要通過對線路注入特殊信號，判斷故障所處位置，這種方式與上兩種方式極為相似。其最大的優(yōu)點是能夠在地面上進行特殊信號的檢測。

3.4 智能定位

智能定位是統(tǒng)計日常生活中配電線路故障的投訴信息，通過這些投訴信息，進行故障的分析與處理，并充信息中判斷出故障所在位置。這種方式一般需要通過高科技的手段，包括SVM與計算機網絡等，倆對故障位置與故障發(fā)生范圍進行確定。在這個過程中，需要技術人員對線路檢查技術進行很好的掌握與分析，并具備電路故障分析、解決能力，能夠將所學知識運用于配電網線路故障的診斷中。

3.5 直閃行波與絕緣搖測法

配電線路的對間歇性故障診斷中，也可以利用直閃行波方式，進行在線故障診斷。相對來講，直閃行波是一種相對有效的診斷方式，主要是在間歇性故障診斷中利用測試高壓器，并結合電纜故障測距儀配合使用，便能夠診斷出配電線路的在線故障。

線路絕緣搖測法關鍵是通過2500伏兆歐表，對配電線路相線中的絕緣電阻加以測量，從而判斷故障類型與故障所發(fā)位置。在配電線路故障檢測中，這種方法不僅方便實用、快速高效，而且適用于分支段較多、故障點難尋的在線故障診斷中。應用線路絕緣搖測法進行故障診斷，首先應該確保配電線路不存在逆向供電現(xiàn)象，同時也沒有感應電流的產生，之后，再將可能出現(xiàn)故障的配電線路加以分段，在分段兩側利用絕緣遙測法對電阻值進行測量。通常，電阻值較小的一側，就可以判定為故障所發(fā)位置。采用這種方法進行檢測，能夠極大縮短至少一半的檢測距離，并對故障所發(fā)位置進行準確判斷。

3.6 經驗判斷

經驗判斷法是配電線路單相接地故障診斷中最常用的一種診斷方法，主要是指在故障診斷過程中，依靠維修人員豐富的工作經驗，對故障類型進行判斷，所發(fā)故障位置加以識別，并在工作中詳細檢查，對故障情況加以確定。這種方式需要在故障發(fā)生后，由維修人員對配電線路運行狀況進行檢查，并憑借自身的經驗對故障所發(fā)位置進行初步的判斷，對線路設備運行特征、運行情況有足夠詳細的了解，具備敏銳的判斷力，對可能發(fā)生故障的位置與故障的類型進行判斷。在這當中，需要維修人員擁有較強的綜合素質，有豐富的電網故障維修、檢測經驗，并能夠在工作過程中不斷學習，強化自己的業(yè)務知識，在故障發(fā)生后能夠對多方面的因素進行分析，結合故障發(fā)生特點，進行及時的故障識別與診斷。

4 配電線路在線故障診斷的系統(tǒng)研究

在關于HHT方法的配電線路故障診斷系統(tǒng)中，一般有信號檢測、故障特征抽取、故障預報決策這三項重要的內容。在這個過程中，要對配電線路狀態(tài)信號加以判斷，并采集相關數(shù)據(jù)，再對結合數(shù)據(jù)進行判斷與分析，制定出故障準確的處理方法。同時，在故障解決之后，應該對于故障信號狀態(tài)進行全面的分析與研究，將分析后的相關數(shù)據(jù)記錄下來，便于日后系統(tǒng)改善與故障診斷。預報決策是一種防范手段，根據(jù)所發(fā)生的故障進行分析，通過分析結果規(guī)劃出配電線路之后的發(fā)展趨勢與整改措施。

配電線路在線故障診斷中，主要包含故障檢測、故障分類、故障定位三項。其中，故障檢測為系統(tǒng)診斷的第一環(huán)節(jié)，只有在確認故障發(fā)生后，才能對故障引起的系統(tǒng)損失程度進行評估，結合HHT方式，對故障數(shù)據(jù)加以分析，故障類別加以確定，判斷故障位置與故障原因，制定出相應的解決方案。

5 結束語

要確保電網的正常運行，需要對配電線路進行故障預防，并在故障發(fā)生后，第一時間進行故障檢測，以確定故障類型與位置。同時，電力企業(yè)還要將配電線路安全性放在首要為主，只有其質量得到保障，才能使供電系統(tǒng)得到正常運行，有效提高人們的滿意程度，樹立良好的公司形象。

參考文獻

[1]周剛.配電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施應用[J].電網與清潔能源，2014，（10）：88-94.

[2]李克文，張大立，吳麗芳，等.配電線路故障指示器檢測系統(tǒng)的研發(fā)[J].廣西電力，2015，（1）：20-23.

[3]銀權.有關10kV配電線路常見故障及運行維護措施的分析[J].通訊世界，2014，（3）：107-108.

（作者單位：國網河南省電力公司南陽供電公司）