配電線路在線故障識別與診斷技術分析

高文廣 國網山東省電力公司莒縣供電公司

一、配電線路的故障特征識別介紹

（一）高阻抗故障特征

當配電線路與周邊建筑物等電阻相對較大的物體觸碰，抑或是配電線路終點且觸碰到了高電阻的地面，則通常會引發(fā)高阻抗故障問題的產生。其檢測難度核心包括：短路電流相對較小，無法被過電流防護裝置進行有效檢測；非多相高阻抗故障電壓幾近恒定，如此三相電壓仍然保持對稱；電流的改變率相對較低，較難被有效地檢測；盡管有高頻分量的產生，不過與接觸不平穩(wěn)所產生的高頻分量區(qū)別性相對較低，不容易被判別。高阻抗故障數(shù)據(jù)的收集難度較高，倘若被忽略便會讓故障區(qū)域持續(xù)擴張，甚至會引發(fā)較為嚴重的突發(fā)事故。

（二）接地故障特征

配電線路的接地故障特征核心所探究的便是非多相接地故障，此種故障的檢測難度同時也是最高的。其檢測難度核心包括：配線線路的接線方式與穩(wěn)態(tài)特征區(qū)別，同時故障產生后穩(wěn)態(tài)特征所產生的參數(shù)數(shù)值較低，大概率會受到外部環(huán)境的影響，無法收集有價值的數(shù)據(jù)資料；配電線路非多相故障的暫態(tài)過程具有系統(tǒng)化的特征，其通常包括著諸多復雜化的故障數(shù)據(jù)，收集難度相對較高。配線線路非多相故障大概率會引發(fā)較為突出的線路故障問題。

（三）間歇性故障特征

配電線路的間歇性故障核心是由于配電線路產生了間歇性的放電，通常也大概率會伴有閃絡情況。其檢測工作開展的難度核心包括：間歇性故障持續(xù)的周期往往具有很大不確定性，最短僅幾毫秒/較長則會多達數(shù)天，這也直接造成了不能有針對性的開展跟蹤判別；故障持續(xù)周期相對較短，如此電弧無法有效熄滅，倘若長此以往則大概率會產生永久性故障。

（四）季節(jié)性故障特征

配電線路的故障往往也會受到時節(jié)的影響，特別是在夏季來臨時很多區(qū)域的降雨量會顯著提升，特別是會伴有雷電，這無疑也極大增進了配電線路產生故障問題的概率。尤其是在大風天氣環(huán)境下，架空電力線路的導線往往會在風力影響下產生短路的情況，從而引發(fā)導線被熔斷的問題產生，被熔斷的導線時常會貼合到某些設施之上，這通常也會導致線路跳閘事故的發(fā)生，也在很大程度上影響著配電線路電力能源的平穩(wěn)化傳輸。同時在雨水天氣下電桿也極易在雨水沖擊下產生坍塌情況，特別是在雷陣雨經常出現(xiàn)的區(qū)域，電力線路遭遇雷擊的概率也相對較高，被雷擊后的電力線路絕緣層會受到極大的損壞，從而引發(fā)電力線路中斷亦或變電器嚴重損壞等故障問題產生，從而讓配電線路不能平穩(wěn)化運作。

二、配電線路故障排除的方法

（一）被動定位法

被動定位法通常情況下具有三種方式，分別為阻抗法、區(qū)段查找法以及行波法。在診斷配電線路在線故障時具有較高準確性的方法是行波法，但是所需要的時間也較長，沒有辦法快速地檢測出故障，因此這種方法的適用范圍較窄，這種方法的使用需要考慮實際情況。所謂區(qū)段查找法就是使用配電網中的一些自動化設備，對配電線路中的各個區(qū)段實施被動定位，進而查出發(fā)生故障的區(qū)段。該方法在極大程度縮小搜查范圍的同時，也提高了故障排查的準確率，進而縮短時間，極大程度地減少了人力、物力、財力的浪費。與前兩種方法相比，阻抗法最大的優(yōu)點就是成本比較低，所需要的投入資金很少，但是阻抗法在實際的應用過程中會受到路徑阻抗、線路符合的制約、電源的限制等影響，很難充分發(fā)揮診斷作用。

（二）主動定位法

主動定位法主要由S注入法、交直流綜合注入法、中性點脈寬注入法三種方法組成。S注入法是利用發(fā)射信號來定位以及追蹤配電線路中的故障發(fā)生的位置，基于此種運作模式，S注入法在排查故障時具有較高的精準度，不過在配電線路的在線定位等方面，此種方式不能發(fā)揮任何作用。交直流綜合注入法具有很多缺陷，而且工作效率十分低下，當配電線路在線故障發(fā)生時，如果使用交直流綜合注入法，應當充分考慮這種方法具有的風險。這種方法的缺點就是使用的時間較長，短時間內無法準確定位故障發(fā)生的區(qū)段，而且對人力、財力和物力有一定程度的消耗。相比前兩種方法，中性點脈寬注入法的優(yōu)點非常突出，該檢測方法幾乎不受外界環(huán)境的干擾，可以說沒有任何的缺陷，能夠在短時間內定位出故障發(fā)生的位置，時效性、可靠性以及穩(wěn)定性都較高。

（三）監(jiān)測定位法

監(jiān)測定位法是指在配電線路的在線運行工作過程中，對容易發(fā)生故障的關鍵部分進行及時檢測以及合理配電，利用這種方法在發(fā)生故障時，維修人員能夠及時排查和維護，極大地方便維護工作。監(jiān)測定位法的關鍵就是對所有的運行參數(shù)進行全方位監(jiān)測配電線路。比如，如果故障出現(xiàn)在正在運行的電路中，監(jiān)測裝置會迅速發(fā)出持續(xù)不斷的警報聲，相關工作人員在聽到警報后能夠火速趕往現(xiàn)場，準確判斷故障所發(fā)生的位置，進而分析總結出故障發(fā)生的原因，接著用最快速度把故障處理掉，進而實驗在最短的時間內排除故障恢復供電。監(jiān)測定位法對故障的診斷效果非好，但是其造價高、安裝程序煩瑣、對技術要求過高的特點使得這種方法在實施上難度很大，具有一定的局限性。

（四）智能定位法

所謂智能定位法就是根據(jù)線路故障的投訴信息，進行徹底的推理和分析，進而診斷出故障所發(fā)生的位置。與一般的輸電線路相比，配電線路的分支較多。其診斷原理是通過將神經網絡法和SVM法相結合，來實現(xiàn)對在線故障發(fā)生地點的精準定位。比如，當單相接地故障出現(xiàn)時，維修人員可以利用線性可分數(shù)據(jù)獨特的識別性，采用拉開故障線路的方式，快速準確的對發(fā)生故障的地點進行定位。這種診斷方法的效果較為良好，診斷時間也很短，但是依據(jù)現(xiàn)有的科學技術無法滿足這一需求，還需要工作人員的進一步研究才能達到這一目的。

三、結束語

對于配電線路而言，屬于整個配電系統(tǒng)當中非常重要的組成環(huán)節(jié)，要想做好配電線路的故障診斷工作，要對診斷工作系統(tǒng)進行合理設計和使用，有效發(fā)揮出配電線路故障診斷系統(tǒng)的工作優(yōu)勢，提高故障問題的識別效率和準確度，以此來防止配電線路故障問題所產生的嚴重影響，提高配電線路的供電安全性和穩(wěn)定性。