配电线路在线故障识别与诊断方法的分析

配电线路在线故障识别与诊断方法的分析

卢亚励孙宇夏明

（国网吉林省电力有限公司辽源供电公司136200）

摘要：近年来，人们对电力的需求逐年增加，这给电力产业带来了很大的机遇和挑战，配电线路作为将供电厂和终端用户连接的桥梁，在配电系统中起着至关重要的作用。本文以配电线路在线故障为核心，对配电线路在线故障的识别加以探讨，总结出被动定位法、主动定位法、监测定位法、智能定位法这四种诊断配电线路在线故障的方法，希望能为电力企业提供一定的借鉴意义。

关键词：配电线路；高阻故障；监测定位法

引言：配电线路的运行质量会直接影响国家电网的安全运行情况。随着人们生活水平的提高，我国电力终端的用户数量越来越多，配电系统的压力也越来越大，而且在实际的工作中，配电线路的运行经常会受到暴雨、雷电、大风等恶劣天气的影响，从而发生很多在线故障，严重影响了整个电网的安全运行，甚至直接使配电系统陷入瘫痪，给员工的生命安全造成很大威胁。所以，加强对配电线路在线故障的识别和诊断是非常重要的。

1.配电线路在线故障的识别

1.1单相接地故障

单相接地故障主要包括金属接地故障与非金属接地故障。金属接地故障属于完全接地故障，一般是由于配电线路中的某一段电线或电源侧断线出现故障，导致电线直接接触到地面。这种故障大多出现在馈电线路上，当发生金属接地故障时，故障位置的相电压值将瞬间变成0，其余位置的相电压将会转化成线电压。非金属故障属于不完全接地故障，一般是由于配电线路上有放射电弧出现，这种放射电弧会导致电线和地面产生间接接触。当发生非金属接地故障时，故障位置的相电压值会大幅下降，而其余位置的相电压则会上升。维修人员可以根据电压值的变化情况来对这两种单相接地故障加以识别。

1.2高阻故障

高阻故障的发生，一般是因为架空线路产生断裂，架空线路、地面以及周围的物体与高阻抗产生接触，导致配电线路产生短路，从而产生高阻故障。实际上配电线路在运行过程中，存在很多可能会导致高阻故障的因素。例如，配电线路所经过的地区，往往会有很多树木和建筑物，它们表面都会存在短路现象。另外，路面上的碎石和沥青等物体在受到雷击之后，也容易引发高阻故障。当发生高阻故障时，产生的电流要低于直接直接接地短路的电流，导致传统的过电流保护法已经无法检测出高阻故障。所以，维修人员需要使用现代化的工具和技术来识别高阻故障。

1.3间歇性故障

间歇性故障指的是配电线路在正常运行中出现的间歇性放电现象，放电的同时会产生弧光。间歇性故障有着重复性和瞬时性的特点，且每两次故障的相邻时间会不断增加，例如从起初的几秒、几分增加到几小时、几天等等。这种故障的发生非常随意，毫无规律可寻。识别间歇性故障，需要工作人员及时找出产生故障的具体原因，并根据该原因采取有很强针对性的维修措施[1]。工作人员应该提高对间歇性故障的重视程度，如果放松警惕的话，这种故障将会在配电系统中埋下安全隐患，日后必将严重影响到配电线路的安全运行，给整个配电系统造成巨大的损失。

2.配电线路在线故障的诊断方法

2.1被动定位法

被动定位法一般可分成三种方式，分别是行波法、区段查找法和阻抗法。行波法在诊断配电线路在线故障时具有很高的准确性，但需花费很长的时间，无法快速将具体的故障发生点诊断出来，所以应用范围较窄，使用此方法要结合实际情况慎重考虑。区段查找法是使用配电网中的一些自动化设备，对配电线路中的各个区段实施被动定位，从而明确地将发生配电故障的区段查找出来。使用区段查找法可以有效地缩小故障范围，更快速地找到故障点的具体位置，从而缩短查找故障所消耗的时间，节约了人力、物力、财力等成本。阻抗法和前两种方法相比，具有成本低的优点，所需的资金投入最少，但阻抗法在实际的应用过程中会受到路径阻抗、线路符合的制约、电源的限制等影响，很难将诊断作用充分发挥。

2.2主动定位法

主动定位法主要包括S注入法、交直流综合注入法、中性点脉宽注入法三种。S注入法是使用发射信号来追踪和定位配电线路中的故障点，在这种运作模式下，S注入法的故障查找精度非常高，但是在配电线路的在线定位方面，这种方法不能发挥任何作用。交直流综合注入法的缺陷很多，效率也十分低下，当配电线路在线故障发生时，若采用交直流综合注入法，需要对这种方法的风险性充分加以考虑。这种方法要消耗较长的时间，不能在短时间内将故障发生的位置确定出来，还会消耗大量的人力、物力及财力。与前两种诊断方法相比，中性点脉宽注入法的优点非常突出，这种故障检测方法不会受到任何因素的制约和影响，自身也不存在任何缺陷，可以在很短的时间内就将故障发生的位置检测出来，具有很高的安全性、时效性和可靠性。

2.3监测定位法

监测定位法指的是在配电线路的在线运行工作中，实时监测和定位配电线路中一些容易产生故障的关键部分，这样出现在线故障时，维修人员可以及时发展产生故障的位置，为维修工作带来很大的方便。监测定位法的关键就是全方位监测配电线路的所有运行参数。例如，当线路在运行过程中出现在线故障时，监测装置会迅速发出连续不断的警报声，相关的故障维修人员在听到警报后就可以迅速赶到现场，精准判断出故障所在的位置，然后分析出产生故障的原因，接着用最快速度处理故障，以确保在最快的时间内恢复供电。监测定位法对故障的诊断效果非好，但是其造价高、安装程序繁琐、对技术要求过高的特点使得这种方法在实施上难度很大，具有一定的局限性[2]。

2.4智能定位法

智能定位法是根据线路故障的投诉信息，展开深入的分析和推理，从而确定出发生在线故障的具体位置。与输电线路相比，配电线路一般会具有更多的分支。其诊断原理是通过将神经网络法和SVM法相结合，来实现对在线故障发生地点的精准定位。例如，当单相接地故障出现时，维修人员可以利用线性可分数据独特的识别性，采用拉开故障线路的方式，快速准确的对发生故障的地点进行定位。这种诊断方法的效果较为良好，诊断时间也很短，但是现有的科学技术还不能完全满足该诊断方法的要求，需要科研人员对其进行进一步的改进和完善。

总结：综上所述，配电线路在线故障的识别和诊断过程非常复杂，它涉及到电子、机械、通信、信号处理、检测、自动控制、电力系统等很多个领域，具有极强的综合性。所以，想要减少配电线路在线故障的发生，在选材时一定要挑选那些高质量的配电材料，避免出现由线路自身材质问题所带来的故障，同时，工作人员在施工中一定要严格遵守配电线路的规程制度。配电线路的安全运行，需要行业内每个人的共同努力。

参考文献：

[1]陆由.配电线路在线故障识别与诊断技术探究[J].通讯世界，2016，（22）：118.

[2]王成.配电线路在线故障识别与诊断方法分析[J].科技经济导刊，2017，（09）：50.