輸電線路常見故障分析與檢測方法綜述

張海濤

摘要：伴隨著我國綜合經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，依據(jù)電力運(yùn)行需求，逐步加強(qiáng)電網(wǎng)輸電擴(kuò)大，滿足日常用電的標(biāo)準(zhǔn)需求。依據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行操作標(biāo)準(zhǔn)，配合合理的線路，注重電能的安全防護(hù)和輸送。依據(jù)輸電線路的實(shí)際分布和傳輸進(jìn)行調(diào)配，重點(diǎn)分析其中存在諸多因素，排除故障。一些電力維修故障難度大，需要加強(qiáng)電力企業(yè)的綜合輸電運(yùn)維發(fā)展，及時(shí)排除故障方案，確保電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：輸電線路;故障識別;診斷方法

輸電線路在電力系統(tǒng)中起著十分關(guān)鍵的作用，關(guān)系到供電的穩(wěn)定性，一旦其發(fā)生故障，就會對人們的用電質(zhì)量造成影響，從而降低人們的生活質(zhì)量，阻礙社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。鑒于此，如何對輸電線路故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并及時(shí)解決故障，成為了電力企業(yè)需要考慮的問題。

1輸電線路故障的基本識別

1.1間歇性故障的識別分析

間歇性故障是在電路輸電運(yùn)行過程中出現(xiàn)的放電間歇性問題，放電過程中伴有弧光線的故障問題。是隨機(jī)、不可測的。根據(jù)間歇性的故障難點(diǎn)，可能在幾秒或隔斷幾天上，間歇性的故障對輸電線路運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。如果排除操作不及時(shí)，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，威脅人們的正常用電使用安全，需要由專業(yè)人員查明故障原因，做好維護(hù)。

1.2高阻故障識別分析

高阻故障是在輸電架空線路下，受周圍物體接觸影響發(fā)生的故障問題。例如，建筑物接近造成短路，產(chǎn)生高阻故障問題。高阻電流產(chǎn)生的電流低，但并非短路或斷路，檢查難度高。高阻故障會直接影響輸電線路的整體運(yùn)行，長期發(fā)展會產(chǎn)生短路或火災(zāi)事故問題。

1.3單相接地的故障識別分析

單相接地故障是輸電線路中較難的故障點(diǎn)之一，需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行故障排除，確定信號中的具體情況。依據(jù)暫態(tài)過程實(shí)施相關(guān)難度標(biāo)準(zhǔn)的判斷。單相接地故障中包含完全接地、不完全接地兩種。完全接地故障主要是發(fā)生電路的反饋，輸電線路電路、電源出現(xiàn)斷路問題，電線出現(xiàn)故障。不完全節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生在饋電線路上，非輸電線路電源斷路，輸電線路產(chǎn)生放射電弧現(xiàn)象，電弧接地、電阻接地，產(chǎn)生故障問題。

2輸電線路故障定位方法分析

2.1注入行波信號檢測故障距離

正確選線是精確故障定位的前提條件。近幾年，研發(fā)出一種小電流接地選線技術(shù)，且取得了良好的應(yīng)用效果，據(jù)查閱資料得知，應(yīng)用這種方法進(jìn)行選線，其正確率達(dá)到了96%左右，為精準(zhǔn)定位線路故障創(chuàng)造了有利的條件。這種實(shí)用性輸電線路故障定位方法的原理為：在已知波速的前提條件下，對行波從故障點(diǎn)傳播到檢測點(diǎn)的時(shí)間差進(jìn)行明確，然后與通過波速對比，獲得故障距離。簡言之，就是在被檢測線路的初始端，同時(shí)注入兩種類型的測量信號，一種是注入信號;另一種為返回信號，同時(shí)將注入信號的時(shí)間記錄為0，那么故障點(diǎn)返回信號的波頭，其到達(dá)起始點(diǎn)時(shí)間的一半就是行波由故障點(diǎn)到檢測點(diǎn)的時(shí)間，可以由以下公式進(jìn)行表示：S=△t/2·v。在實(shí)際應(yīng)用過程中，工作人員需要在離線階段對三相的開路波形進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，究其原因，主要是三相雖然擁有相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但卻無法保持絕對平衡，尤其是具有傳輸通信功能的B相，其波形較為特殊。在輸電線路出現(xiàn)故障之后，對行波注入后的三相波形進(jìn)行記錄，然后與其他相的波形對比，對比出波形存在的差別即可，如果存在差異，則表明檢測相為故障相。之后，需要提取故障相的開路波形和短路波形，并使前者減去后者，同時(shí)采取濾波處理措施，在此基礎(chǔ)上獲得兩波形的差異點(diǎn)，找出與之相對應(yīng)的時(shí)刻，利用上述公式計(jì)算故障距離。

2.2故障分支判斷法

2.2.1在輸電線路中注入行為的傳輸變化

行波在輸電線路運(yùn)行過程中，如果遇到阻抗不連續(xù)點(diǎn)，則會進(jìn)行反射或折射。如果傳播后方阻抗小于前方波阻抗時(shí)，則會向同向行波返回，否則會返回到反向行波。在供電網(wǎng)絡(luò)中，阻抗不匹配點(diǎn)由3個(gè)部分組成：開路點(diǎn)、分支點(diǎn)、短路點(diǎn)，與這些點(diǎn)相匹配的行波為同向行波和負(fù)向行波。如果線路只有一個(gè)分支點(diǎn)，那么信號就會被多個(gè)分支點(diǎn)分為無數(shù)股，如果線路存在故障，那么到達(dá)故障點(diǎn)的信號唯一。信號在遇到故障后會返回，在這一過程中，如果信號遇到分支點(diǎn)節(jié)點(diǎn)會繼續(xù)反射或折射，在兩次反射后，信號會逐漸衰減，最終回到檢測點(diǎn)的信號僅為一股。經(jīng)過多支點(diǎn)的信號，其衰減情況會更加明顯，經(jīng)過分支太多，會加大信號辨識的難度。同時(shí)，行波在傳輸階段，還會受到各種因素的影響，比如：電容、電感和阻抗，其強(qiáng)度同樣會減弱，再加上變壓器應(yīng)用，使波形發(fā)生了異化。由此得知，如何對這些減弱和異化的波形進(jìn)行使用，并從中獲取有用的信息，是準(zhǔn)確定位線路故障的重中之重。

2.2.2線路拓?fù)涮卣鞑ǜ拍?/p>

波形會在傳輸過程中不斷衰減和變形，這對于波形的使用，提出了更加嚴(yán)格的要求，出于利用波形信息的考慮，研究人員根據(jù)行波只會被阻抗不連續(xù)點(diǎn)發(fā)射或折射的特點(diǎn)，認(rèn)為阻抗不連續(xù)點(diǎn)是錄波波形的主要特征點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，線路拓?fù)涮卣鞲拍畋惶岢觥Ｋ^的特征波是指由線路末端返回到前端全部線路中經(jīng)由阻抗不連續(xù)點(diǎn)返回的波形，這里所說的阻抗不連續(xù)點(diǎn)可能會位于線路的不同位置和不同點(diǎn)，其中就包括線路故障點(diǎn)。如果線路分支較少，且距離較遠(yuǎn)時(shí)，與這些特征點(diǎn)相對應(yīng)的特征波，就會在錄波中產(chǎn)生的明顯的波形形式，其主要形式大致分為兩種：一種是波峰;另一種是波谷。二者產(chǎn)生的條件不同，波峰的產(chǎn)生條件為傳播后方阻抗小于傳播前方阻抗，此時(shí)返回的行波為正向特征波，也就是所謂的波峰，與之相反，就會產(chǎn)生波谷。通過特征波，可以對輸電線路中的阻抗不連續(xù)點(diǎn)加以明確，從而得到線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.2.3應(yīng)用范圍

這種行波故障定位方法，雖然應(yīng)用效果良好，但只能適用于接地過渡電阻較小且線路均勻的線路。并且只能對單相接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，使社會生產(chǎn)力大大提升，同時(shí)也促進(jìn)了國家現(xiàn)代化發(fā)展，將其應(yīng)用于輸電線路故障定位之中，亦可取得良好的效果。監(jiān)控系統(tǒng)由多個(gè)部分組成，分比為計(jì)算機(jī)、信號接收裝置、該應(yīng)裝置和軟件控制程序。應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，可以從計(jì)算機(jī)中觀察輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，而信號接收裝置在接收故障信號后，就可以利用系統(tǒng)內(nèi)置軟件，分析故障信號的類型，并向工作人員發(fā)出警報(bào)，提醒其及時(shí)檢查和維修，避免故障進(jìn)一步惡化。在故障線路中應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，有助于提升故障定位的精準(zhǔn)性。其應(yīng)用原理為：在輸電線路發(fā)生故障后，計(jì)算機(jī)會分析與線路故障存在關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，對線路是否出現(xiàn)接地故障進(jìn)行判斷。在接地故障發(fā)生后，電路電流會激增，而監(jiān)控系統(tǒng)可以對電流變化進(jìn)行監(jiān)測，并快速定位故障點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，就會自動切斷故障線路，促使線路中的電流在短時(shí)內(nèi)下降，同時(shí)反饋線路當(dāng)前的信息。由此可見，在輸電線路中應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，有助于提高線路故障定位的效率，并保證系統(tǒng)和工作人員的安全。

3結(jié)語

綜上所述，輸電線路在線診斷識別和故障分析過程中，需要依據(jù)輸電管理的線路具體運(yùn)行情況，實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)督的管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，注重對輸電線路的診斷技術(shù)的研究，不斷提升診斷效率水平，加強(qiáng)掌握輸電線路故障識別分析方法，以有效的合理操作診斷方法，不斷提升輸電線路的綜合診斷效率，提升綜合質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)安全電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行分析。

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