配電線路在線故障識別與診斷技術(shù)分析(1)

馬高飛

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，無論是人們?nèi)粘Ｉ钣秒娺€是生產(chǎn)用電都在呈現(xiàn)上漲趨勢。如今，配電線路的覆蓋建設(shè)已經(jīng)實現(xiàn)了階段性的成果，在完成線路建設(shè)之后，為了保障配電線路能夠持續(xù)發(fā)揮效能，電力單位的工作重點應(yīng)當(dāng)及時轉(zhuǎn)移到故障識別、監(jiān)控以及檢修維護(hù)工作上來，并且有必要對配電線路的在線故障識別與診斷技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究?；诖?，本文首先對配電線路中故障識別技術(shù)進(jìn)行闡述，然后探討在線故障識別與診斷的工作流程，分析其診斷技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：配電線路;在線故障識別;診斷技術(shù)

引言：

配電線路承擔(dān)著電力傳輸?shù)闹黧w工作內(nèi)容，是整個電力系統(tǒng)的核心。配電線路的質(zhì)量直接影響電力單位的供電能力，是生產(chǎn)生活正常進(jìn)行的有力保障。但是，由于配電線路覆蓋性極廣，在使用過程中難免受到各類諸如環(huán)境、氣候、人為條件以及施工技術(shù)水平等因素的影響，從而產(chǎn)生故障。即便是在故障發(fā)生的第一時間采取有效的維修策略，也難免會造成一定的不良影響。因此，對配電線路進(jìn)行在線故障識別十分重要。

1配電線路在線故障識別

1.1單相接地故障識別

單相接地故障是配電線路中最常見的故障之一，它根據(jù)故障產(chǎn)生的原因主要分為兩種。由金屬元件接地引發(fā)的配電線路故障成為金屬接地故障，由非金屬元件接地引發(fā)的故障成為非金屬接地故障。一般情況下，配電線路中的某一段線路或者某一條電源側(cè)斷線出現(xiàn)了故障，會使得電線掉落至地面，與地面直接接觸，從而造成單相接地故障。

單相接地故障識別技術(shù)是根據(jù)配電線路的電壓變化來識別事故是否發(fā)生，其中，金屬接地故障和非金屬接地故障的識別標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別。配電線路一旦發(fā)生金屬接地故障，故障源的相電壓會瞬間歸零，其他線路的相電壓也會提高至線電壓數(shù)值。而非金屬接地故障發(fā)生時，故障源位置的電壓也會明顯下降，其他部位的電壓則會明顯上升，所以單相接地故障識別技術(shù)就是通過在線檢測配電線路的相電壓，達(dá)到識別故障的目的。

1.2高阻故障識別

當(dāng)配電線路中架空的線路出現(xiàn)斷裂，斷裂的電線接觸到高阻抗物質(zhì)時，就會產(chǎn)生高阻故障。與單相接地故障不同，高阻故障的危害極大，當(dāng)架空線路斷裂，電線接觸到高阻抗物質(zhì)后，整體配電線路會發(fā)生短路，很大程度上會直接燒毀故障源連接的用電設(shè)備。而且，高阻抗的物質(zhì)十分常見，例如，當(dāng)配電線路周圍的石頭受到雷擊時，就存在高阻故障的風(fēng)險。而且，當(dāng)配電線路發(fā)生高阻故障時，短路電流會低于接地故障的電流，這使得過去一直被廣泛使用的過電流保護(hù)法不能及時識別故障，也很難讓相關(guān)工作人員及時處理，造成嚴(yán)重的影響。因此，目前廣大電力單位也在積極引進(jìn)新型的高阻識別技術(shù)，對高阻故障的可能發(fā)生線路段進(jìn)行實時監(jiān)控并進(jìn)行有效識別，從而降低高阻故障帶來的損失[1]。

1.3間歇性故障識別

配電線路發(fā)生間歇性故障時，故障電路會瞬時間產(chǎn)生重復(fù)性的弧光。隨著故障的持續(xù)，還會產(chǎn)生間歇性放電的現(xiàn)象。相比于單相接地故障和高阻故障，間歇性故障在識別方面難度更大，因為間歇性故障的發(fā)生不會遵循一定的規(guī)律，隨意性很強(qiáng)，其故障間隔也沒有有明確的標(biāo)準(zhǔn)，故障間隔較低的可能在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生多次故障，也可能在很長時間內(nèi)不定期地出現(xiàn)故障，而且，間歇性故障的危害也較為嚴(yán)重，需要專業(yè)的工作人員加強(qiáng)在線故障識別工作，在發(fā)現(xiàn)間歇性故障的第一時間采取有效的應(yīng)急維修措施，否則，很可能造成配電線路大面積癱瘓，給人們正常生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響。

2配電線路故障診斷技術(shù)

2.1檢測定位法

監(jiān)測定位法是配電線路故障診斷工作中最為有效的診斷技術(shù)，它通過無間斷地對整體配電線路的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，實現(xiàn)在故障發(fā)生的第一時間找到故障發(fā)生點，并判斷故障產(chǎn)生的原因等功能，從而幫助工作人員采取最為及時有效的處理方法。檢測定位法主要是對各級配電線路的電壓進(jìn)行實時監(jiān)測，比較適用于單相接地故障及高阻故障的診斷，一旦相關(guān)配電線路的電壓發(fā)生突變，檢測定位系統(tǒng)會直接記錄電壓變化的位置，自動切斷與該段線路相連的其他線路，保護(hù)其他線路不會受到故障的影響，并發(fā)出警報，提醒工作人員。雖然檢測定位法的診斷時效性很強(qiáng)，但需要對在各級配電線路的終端安裝電壓傳感器，檢測系統(tǒng)的安裝成本較高，在實際工作中，無法在覆蓋到整體配電線路中，只能在事故頻發(fā)的線路安裝[2]。例如，青銀高速張家寨村路段就應(yīng)用了檢測定位法對該路段的配電線路進(jìn)行在線故障識別診斷，經(jīng)過多年的監(jiān)測，有效減少了該分段線路的電路故障。

2.2主動定位法

主動定位法包括S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法。利用主動定位法可以在配電線路發(fā)生故障后，找到故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置。相比其他定位方法，主動定位法定位更加準(zhǔn)確，但主動定位法的分屬方法也存在一定的不足。S注入法過于依賴線路的完整性來傳遞故障信息，一旦線路出現(xiàn)斷線斷電故障，S注入法便會失去效能;中性點脈寬注入法的穩(wěn)定性較高和安全性尚可，但一樣依賴配電線路傳遞故障信息;交直流綜合注入法不僅依賴配電線路，還存在一定的危險性，不夠穩(wěn)定，所以多數(shù)情況下不予采用[3]。

2.3智能定位法

經(jīng)過多年的總結(jié)和實踐，以及人工智能技術(shù)的大力發(fā)展，配電線路故障診斷技術(shù)充分結(jié)合了人工智能技術(shù)的優(yōu)越性，研發(fā)出定位精度高、安全性和穩(wěn)定性更強(qiáng)的智能定位技術(shù)。即配電線路故障在線檢測裝置自動化檢測技術(shù)，通過結(jié)合自動化技術(shù)，對配電線路進(jìn)行測試。該技術(shù)可以對需要的短路、接地等故障進(jìn)行自動摩西，并通過單元對其的控制，進(jìn)行遠(yuǎn)程故障識別，通過對識別數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷其結(jié)果是否與符合實際需求。該技術(shù)結(jié)合故障指示器的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)行全面優(yōu)化，在運行過程中，可以打破空間與時間的限制。并且具有較低的成本與適用性，對配電線路運行狀態(tài)進(jìn)行全面檢測，減輕電力人員的工作壓力，有效排除線路故障。

2.3.1系統(tǒng)構(gòu)成