对配电线路在线故障识别与诊断技术的相关探究

李红

摘 要：配电线路是配电网的核心内容，也是影响配电网正常运行的主要因素。通常，配电线路易受到外界因素的影响，包括雷击、树木障碍等，从而致使配电线路的运行异常，给人们的日常用电带来较大困扰。所以，要确保配电线路的运行安全，需要及时处理配电线路中出现的运输故障，最大限度地降低故障带来的影响，为人们提供安全、稳定的电力能源。

关键词：配电线路；在线故障识别；断技术；研究

1 前言

在社会经济的带动下，人们日常生活的用电需求量逐渐增加，这对电力产业的电网运行带来了巨大的压力。在配电系统中，配电线路的运行效率直接影响着人们的日常生活，并大大降低了电力企业的运营效率，是电力企业与电力用户间的沟通桥梁。因此，电力企业要树立良好的企业形象，赢得健康稳定的发展，就需要确保电力系统的运行稳定与安全，对配电线路在线故障进行有效识别别与诊断，以免线路故障导致配电系统崩溃，进而对人们的财产安全、人身安全造成威胁。

2 配电线路的在线故障识别

2.1 单相故障识别

单相故障可分为金属接地与非金属接地两种故障。其中，金属接地故障属于完全性接地故障，主要是由于配电线路的某一电线段或是某一电源侧出现断线故障，使电线与地面直接发生接触致使，一般在馈电线路中较常发生[1]。这种故障在发生时，所发生位置的相电压会在较短时间变为0，其他部位的相电压则变为线电压，这一特征是维修人员进行配电线在线故障识别的主要依据。非金属接地故障则属于不完全接地故障，其故障位置与金属接地故障相同，主要是由配电线路中的放射电弧致使，这种故障中电线会通过放射电弧而与地面发生非直接接触。这种故障在发生过程中，常伴随间歇性故障发生，且所发生故障的位置相电压也会有明显的下降，而未发生故障的地方相电压会有相应的提升。这一特征也是维修人员进行配电线在线故障识别的主要依据。

2.2 高阻故障识别

高阻故障一般是指由于线路出现断裂，而使其与地面及周围物体发生直接或间接接触。通常，若架空线路出现断裂现象，很有可能造成配电线路的短路现象 [2]。发生高阻故障时所产生的电流，一般都低于直接接地短路故障的电流。若出现高阻故障而没有得到及时的出来，很有可能致使整个配电系统出现瘫痪，不能正常投入运行，严重时甚至会出现火灾。因此，维修人员在进行在线故障识别时，通常会依据高阻故障的特性，对高阻故障加以有效识别。

2.3 间歇性故障识别

若配电运行出现瞬间弧光、重复性弧光，并伴随有间歇性放电时，便可以判定为间歇性故障。通常，这种故障没有规律可循，且故障时间并不确定，带有严重的随意性，因而较难以及时诊断。维修人员在进行配电线路在线故障识别时，要对这种故障加强重视，需要及时发现故障，并查明原因，作出相应的维修措施，以免不能及时发现故障，或由于诊断无效对整个配电系统造成严重影响，并埋下较大的安全隐患，影响人们的正常生产生活。

3 配电线路在线故障诊断研究

3.1 监测定位

监测定位诊断方式主要通过探测器的安装，在故障经常发生的地方，包括分支点等通过安装分支探测器对故障加以监测，当然，也可以通过配电线路中的电力参数变化情况来对故障位置进行判别。这种故障在线诊断方式可以通过探测器进行故障位置确定，但技术较难以掌握，成本较高，后期维护较麻烦，因此，这种故障诊断方法很难在在线故障诊断中得到全面发展。

3.2 被动定位

在线故障诊断中，被动式定位故障诊断同城可以分为3个部分，包括查找法、阻抗法、行波法。其中，查找法主要通过配电网自身配备的监测设备，对线路中的各区段电气信息加以分析，从而对故障区位置进行判断。这种故障诊断方法能够有效缩小配电线路故障范围 [3]。阻抗法主要是指通过小幅度交流电压、电流等，对配电线路加以干扰产生阻抗，在这个过程中，阻抗越高，则阻碍电流的流动性就越强，电流值越小，从而对故障加以确然。这种方式通常受电源、电线的电荷影响较大的，相比较成本较低。行波法主要是通过检测配电线路中的电流行波及电压在线路中的传输时间，通过传输时间计算得出故障距离。

3.3 主动定位

主动式定位包括S注入法、中性点脉宽注入法、交直流综合注入法3种。S注入法主要是通过单相接地故障所产生的原边被短接，在暂停状态的接地PT中，人为注入特殊信号的电流，通过相应的原理，来检测与跟踪此信号的电流通路，对接地故障进行选线定位。中性点脉宽注入法主要是在单相接地故障发生时，对变压器的二次侧向线路内注入特殊信号，通常，变压器中性点位置以及故障线路、故障位置与地面会形成闭合回路，而注入的信号会在故障点间线路上加以流动，这种方式与S注入法也极为相似。通过检测装置，可对注入信号加以检测，并对配电线路故障发生点进行定位，具有较强的可靠性与安全性。交直流综合注入法主要通过对线路注入特殊信号，判断故障所处位置，这种方式与上两种方式极为相似。其最大的优点是能够在地面上进行特殊信号的检测。

3.4 智能定位

智能定位是统计日常生活中配电线路故障的投诉信息，通过这些投诉信息，进行故障的分析与处理，并充信息中判断出故障所在位置。这种方式一般需要通过高科技的手段，包括SVM与计算机网络等，俩对故障位置与故障发生范围进行确定。在这个过程中，需要技术人员对线路检查技术进行很好的掌握与分析，并具备电路故障分析、解决能力，能够将所学知识运用于配电网线路故障的诊断中。

3.5 直闪行波与绝缘摇测法

配电线路的对间歇性故障诊断中，也可以利用直闪行波方式，进行在线故障诊断。相对来讲，直闪行波是一种相对有效的诊断方式，主要是在间歇性故障诊断中利用测试高压器，并结合电缆故障测距仪配合使用，便能够诊断出配电线路的在线故障。

线路绝缘摇测法关键是通过2500伏兆欧表，对配电线路相线中的绝缘电阻加以测量，从而判断故障类型与故障所发位置。在配电线路故障检测中，这种方法不仅方便实用、快速高效，而且适用于分支段较多、故障点难寻的在线故障诊断中。应用线路绝缘摇测法进行故障诊断，首先应该确保配电线路不存在逆向供电现象，同时也没有感应电流的产生，之后，再将可能出现故障的配电线路加以分段，在分段两侧利用绝缘遥测法对电阻值进行测量。通常，电阻值较小的一侧，就可以判定为故障所发位置。采用这种方法进行检测，能够极大缩短至少一半的检测距离，并对故障所发位置进行准确判断。

3.6 经验判断

经验判断法是配电线路单相接地故障诊断中最常用的一种诊断方法，主要是指在故障诊断过程中，依靠维修人员丰富的工作经验，对故障类型进行判断，所发故障位置加以识别，并在工作中详细检查，对故障情况加以确定。这种方式需要在故障发生后，由维修人员对配电线路运行状况进行检查，并凭借自身的经验对故障所发位置进行初步的判断，对线路设备运行特征、运行情况有足够详细的了解，具备敏锐的判断力，对可能发生故障的位置与故障的类型进行判断。在这当中，需要维修人员拥有较强的综合素质，有丰富的电网故障维修、检测经验，并能够在工作过程中不断学习，强化自己的业务知识，在故障发生后能够对多方面的因素进行分析，结合故障发生特点，进行及时的故障识别与诊断。

4 配电线路在线故障诊断的系统研究

在关于HHT方法的配电线路故障诊断系统中，一般有信号检测、故障特征抽取、故障预报决策这三项重要的内容。在这个过程中，要对配电线路状态信号加以判断，并采集相关数据，再对结合数据进行判断与分析，制定出故障准确的处理方法。同时，在故障解决之后，应该对于故障信号状态进行全面的分析与研究，将分析后的相关数据记录下来，便于日后系统改善与故障诊断。预报决策是一种防范手段，根据所发生的故障进行分析，通过分析结果规划出配电线路之后的发展趋势与整改措施。

配电线路在线故障诊断中，主要包含故障检测、故障分类、故障定位三项。其中，故障检测为系统诊断的第一环节，只有在确认故障发生后，才能对故障引起的系统损失程度进行评估，结合HHT方式，对故障数据加以分析，故障类别加以确定，判断故障位置与故障原因，制定出相应的解决方案。

5 结束语

要确保电网的正常运行，需要对配电线路进行故障预防，并在故障发生后，第一时间进行故障检测，以确定故障类型与位置。同时，电力企业还要将配电线路安全性放在首要为主，只有其质量得到保障，才能使供电系统得到正常运行，有效提高人们的满意程度，树立良好的公司形象。

参考文献

[1]周刚.配电线路故障在线监测系统的实施应用[J].电网与清洁能源，2014，（10）：88-94.

[2]李克文，张大立，吴丽芳，等.配电线路故障指示器检测系统的研发[J].广西电力，2015，（1）：20-23.

[3]银权.有关10kV配电线路常见故障及运行维护措施的分析[J].通讯世界，2014，（3）：107-108.

（作者单位：国网河南省电力公司南阳供电公司）