10kV配电线路在线故障识别与诊断方法研究鲁明

10kV配电线路在线故障识别与诊断方法研究鲁明

鲁明李力

国网孝感供电公司应城供电公司运维检修部湖北孝感432400

摘要：配电线路是电力系统的重要的组成部分，若其遭受外力破坏或误操作，将可能引起大面积的停电，严重时甚至会使电网崩溃，造成巨大的经济损失。因此，开展配电线路故障识别和诊断方法研究，有助于对故障进行及时处理，迅速恢复供电，在保障电力系统的安全和经济利益方面均有重大意义。

关键词：配电线路；在线；故障识别；诊断

引言

现阶段，随着国民经济水平的提高，工业、企业和家庭用电量越来越大，导致我国的电力系统的压力与日俱增，供电的质量和安全性渐渐成为人们关注的焦点问题。配电线路在一定程度上决定了电力系统能否稳定运行，所以要重视配电线路的运行状态，深化配电线路在线故障识别及诊断方法研究，对于线路中存在的问题，要做到及时发现并解决，确保电力系统的稳定运行和广大用户的安全用电。

1配线线路在线故障类型

1.1高阻故障

架空线路如果发生断裂问题，与高阻抗相接触的建筑物将会发生高阻故障问题。如架空线可能会与距离较近的树木、建筑体发生接触，随即会产生短路问题。再者，路面碎石、沥青在外界雷击作用下，也有发生高阻故障的风险。一般状况下，高阻故障下的电流不会高于直接接地引起的短路电流，因此，如果仅采用传统过电流保护手段，可能不会检测处高阻故障。同时需要引起重视的是高阻故障危害极大，可能引起火灾、人体触电等事故。

1.2间歇性故障

线路发生瞬间孤光或者间断重复性的弧光，可判断其产生了间歇性故障，一般该故障没有明显规律性，故障发生时间间隔可能是一分钟，也可能是多日，隐患较高。一旦发现间歇性故障，需要及时进行原因查找，并做出诊断、维护处理，这对提高配电系统安全性、有效性具有较大帮助，是电力系统安全性的保障。

1.3单相接地故障

配电网中最常发生的是单相接地故障，该故障发生几率高、排查难度大。需要分析暂态过程等数据，一般暂态信号中会包含故障信息数据，暂态过程不会仅受接地方式的影响，因此故障排除难度增加。为了对该故障进行诊断，需要对电容电流的暂态分量进行合理分析和掌控，这对提高电网运行稳定性具有极大帮助。

2诊断方法分析

2.1主动定位诊断法

主动定位诊断方法是最为常见的方法，包括中性点脉宽注入法、S注入法等。前者安全等级高，可靠度强，在配电线路的在线故障监测中应用较多；S注入法精度高，主要是借助产生的信号进行故障位置的分析，此外，还有交直流综合法，该方法应用频率较小，原因在于使用该方法的危险性较高，诊断效果一般，可能无法及时进行故障种类的定性分析，具体位置判断方面耗时长。

2.2被动定位诊断法

这种方法也可细分为三种：行波法、区段查找法与阻抗法。行波法在线路的故障诊断中准确性很高，但这种方法需要花费很长时间，无法迅速及时的诊断出故障点的具体位置，所以故障诊断过程中需要充分考虑再加以运用。区段查找法是通过配电系统中自动化的设备对故障定位，此种方式可以通过逐渐缩小范围的方式准确查找出故障的具体位置，能有限减少故障查找的时间，节省人力、物力和财力。阻抗法的显著优点是成本低，所需投入资金少，但在实际操作中，会由于电源、路径阻抗等原因受限制，不能发挥其作用。

2.3监测定位诊断法

监测定位即针对配电线路运行中的关键部位进行监测分析，从而发现故障位置，及时进行有效处理，为后续维护、检修工作提供参考依据的方法。该诊断方法应用中，监测对象主要是线路运行参数，一旦线路运行中发生故障问题，装置便会立刻发出报警信号，管理人员、维修人员需要立刻赶往现场，进行故障分析和排查作业，对故障位置、起因等进行初步诊断，并进行初步维修控制，尽量缩短停电时间。这种检测定位诊断方法应用实践结果表明，诊断效率较好，但是按照程序复杂度高、成本耗费高、技术要求苛刻，因此实施难度较大，导致诊断方法应用中存在较大的局限性问题。

2.4智能定位诊断方法

对在线故障投诉信息进行分析推理，从而达到故障定位的方法称之为智能定位诊断方法。与输电线路不同，当下电网中配电线路一般分支多，如果发生单相接地故障问题，借助拉开故障线路的方法可快速找到故障位置，这一方法的应用与线形数据识别性相关。借助神经网络法、SVM法结合，从而实现了配电线路的故障定位。该诊断方法在定位方面效果较好，但是现有技术无法保证诊断方法达到预期要求，需要加强相关技术的进一步研发。

2.5电气设备防雷措施

在10kV配电线路中，相关电气设备所受到雷击危害往往比较严重。在雷击放电情况下，在相关电气设备周围会有电磁感应形成，对电气设备正常工作会产生直接影响，情况比较严重者会导致电气设备被烧毁，对配电线路正常运行造成干扰。在配电线路中的相关电气设备运行中，通过对防雷措施进行利用，可使电气设备运行能力得以提升。比如，为能够有效避免变压器受到雷击破坏，可现在接地防雷方式，即在变压器中寻找能够使接地系统构成的关键部位，从而使设备接地所具备防雷优势能够得以充分发挥，可将雷击放电导入大地中，从而对变压器进行较好保护。在10kV配电线路实际运行过程中，相电气设备发挥主要作用，因而应当依据电气设备运行实际情况，提出相关防雷措施，合理选择相关防雷装置，从而保证对电气设备进行更好防雷，保证其正常运行。

2.6降低配电线路接地电阻

在10kV配电线路防雷工作中，通过降低配电设备接地电阻，可起到加好防雷效果。在降低接地电阻方面，垂直接地极属于比较常用的一种方式，在实际操作过程中，需要在防雷设备引下线最近位置做深孔，在深孔中直接行垂直接地方式，对于这种方式而言，其电阻通常情况下比较低，这主要是因为深孔中电阻率比较低。此次，还可以选择利用降阻剂将接地电阻降低，通常情况下可选择在水平接地周围使用降阻剂，从而可使配电设备接地电阻得以有效降低，然而这种方法会受降阻剂性能影响，若降阻剂性能有变化发生，则可能会导致降低电阻作用无法实现，对于这一点应当加强注意。

3配电线路在线故障诊断系统

3.1HHT方法下配电线路故障诊断

该项作业的主要目的是进行故障状态检测，判断标准主要是状态信号。信号检测中环节分析如下：搜集信号；调理信号；获取有效数据；抽取特征信号进行检测，得到初始信号将其转变为待检模式；识别信号的状态，然后进行全面分析，建立满足实际状况的数据库，对比代建模式、基准模式的数据，分析后便可做出判断。然后根据上述结果做出最终决策，诊断出故障位置、起因及预防方法等。

3.2配电线路在线故障的诊断系统

电力系统中，配电网与各行业相关度较高，一旦发生配电网故障问题，将会导致各行业经济效益增长受到负面影响。在进行线路故障诊断处理中，需要考虑下述注意事项：第一、故障发生状况下先进行检测，需要借助当下先进技术进行故障排查；第二、对故障进行分类处理，维修人员需要采用HHT方法进行故障分类判断，结合实际状况对故障定位后进行消除处理；第三、故障定位、分类后，需要进行线路分支定位操作，借助传感装置进行线路相关信息的收集，然后对采集数据进行加工处理，从而实现精确判定故障位置的目的。

4结束语

综上所述，配电线路建设中，需要加强项目安全性、稳定性的分析，及时进行故障诊断技术的升级优化，将安全问题放在首位，提高配电线路的安全管理，从根本上保证配电网质量和运行稳定性。

参考文献：

[1]刘春媚，史新华.线路监测系统在线路故障检测中的应用[J].中国高新技术企业，2010（18）：.94