配电线路在线故障识别与诊断方法的研究

【摘要】配电线路作为电力运行系统的“中枢神经”，它具有传输和分配电能的作用，但是其自身在运行过程中有相当脆弱，任何来自外界或人为操作失误都会导致电力系统损坏，造成大面积的停电，为社会生产和人民生活带来极大不便。因此配电线路再现故障识别和在线诊断对于维护电网系统安全具有至关重要的作用，本文首先介绍了配线线路三种常见的高阻故障、间歇性故障、单相接地故障，并分析了监测定位、被动定位、主动定位、自动定位四种故障诊断方法。

【关键词】配线线路;故障识别;在线诊断

1.引言

在国民经济高速发展的背景下，社会生产用电和人民生活用电需求不断增大，国家电网的供电压力逐渐增大，因此电网运行故障发生概率也不断升高。配电线路网与输电网相比具有供电半径小、末端荷载量大、配电线路分支多的特点，这些特点加大了故障发生的概率和故障检修的难度。面对当前拍电网故障识别和诊断的严峻形势，国家必须加大资金和技术投入，优化配电网结构，改善电力运行系统系统，强化配电线路故障识别和在线检修技术。

2.配电线路在线故障识别

2.1 高阻故障

在配电线路网络中将线路出现断裂时会与高阻抗的地面发生激烈的接触，又或是高空悬架线路与周围物体发生碰撞，此时高压线与地面会产生高阻故障。比如在大风的天气高空悬架的高压线会与周围的建筑物或树木发生激烈碰撞，在雷电天气，高空高压线的断裂后会降落地面，从而发生高阻故障。高阻故障能够使大面积的配电网络系统瘫痪，并伴随人身触电、火灾等安全隐患。由于高阻故障的电流水平比短路电路的电流水平低，这使得传统的电流检测法对高阻故障无可奈何。

2.2 间歇性故障

间歇性故障是指线路发生间歇性放电，并夹杂这弧光现象，具有瞬间性和重复性的特征。两次或两次以上的间歇性故障的发生时间间隔在几秒到几天不等，故障发生具有明显的随意性。以绝缘子闪络为例，在固体绝缘子表面间歇性出现放电现象。由于间歇性故障具有故障时间持续段、单项电流大、电弧反复重燃或持续燃烧的症状，极易发展为永久性接地故障并引发大型火灾。

2.3 单相接地故障

单相接地故障是配线线路系统中发生概率最高的故障之一，虽然该故障出现次数最频繁，但是也是最难识别和排查的故障，这是因为单相接地故障在发生后其稳态分量的数值非常小，极易隐藏在大量的噪声信号中，从而形成了故障信息识别的困难。但是由于单相接地故障的暂态分量数值较大，蕴含丰富的故障信息，倘若将在线故障识别的重点放置在暂态分量的研究上，就能够提升对单项接地故障识别的准确性[1]。

3.配电线路在线故障诊断方法

3.1 监测定位法

监测定位法是一种利用探测器实行监测的技术，它通过在配电线路的主干分支点和常发生故障的线路区域内安装一种短小精悍的探测器，这种探测器能够对分支点及常发生故障区域内的零序电力系统进行实时检测，并定位故障发生的具置。监测定位法通过对各个分支点的电力线路的电流参数进行检测，电流参数的改变是故障发生的前兆，该方法在定位故障发审具置上具有高精确度、高效率的特点，但是由于该技术必须要在配电线路的各个分支点安装探测器，存在安装成本高、工程量大、技术难度大的缺陷，且日后维护工作复杂，不值得推广。

3.2 被动定位法

被动定位法是一种集区段查找法、阻抗法、行波法为一体的故障诊断法。区段查找能够对配电网的各条线路的气息进行区段探测，明确故障发生的区段位置，缩小故障检测范围;阻抗法自身虽然受到线路负荷、路径阻抗等影响较大，但阻抗法操作简便、投资小，能够对部分区域内进行定位监测。行波法通过监测各个线路的电流的波段，故障诊断精确度高。被动定位法将三种的优点综合起来在诊断故障方面效果显著[2]。

3.3 主动定位法

主动定位法是一种集S注入法、中性点脉宽注入法以及交直流综合注入法优点的在线故障诊断方法。通过S注入法确定是否发生故障，再根据信号类型确定故障发生位置，然后运用中性点脉宽注入法实现在线定位，最后通过交直流综合注入法提升故障诊断的精确度。主动使定位法与被动式定位法相比更省时省力，安全可靠性更强。

3.4 自动定位法

自动定位法是根据配电网系统既往故障史以及故障投诉信息等推理后得出具体故障方位的方法，该方法结合SVM技术和互联网通信技术来获取线性可分的数据，从而全面识别整个配电系统网的再现故障，从而帮助定位故障发生位置。由于该方法具有智能检测、自动定位的功能，与前三种故障诊断技术相比，可行性、安全性更高。

4.结束语

配电线路作为电力运行系统的“中枢神经”，它具有传输和分配电能的作用，但是其自身在运行过程中有相当脆弱，任何来自外界或人为操作失误都会导致电力系统损坏，造成大面积的停电，为社会生产和人民生活带来极大不便。因此配电线路再现故障识别和在线诊断对于维护电网系统安全具有至关重要的作用，在国民经济高速发展的背景下，社会生产用电和人民生活用电需求不断增大，国家电网的供电压力逐渐增大，因此电网运行故障发生概率也不断升高。配电线路网与输电网相比具有供电半径小、末端荷载量大、配电线路分支多的特点，这些特点加大了故障发生的概率和故障检修的难度。面对当前拍电网故障识别和诊断的严峻形势，国家必须加大资金和技术投入，优化配电网结构，改善电力运行系统系统，强化配电线路故障识别和在线检修技术。现阶段，我国针对配电线路在线故障识别和在线诊断的研究较少，主要侧重于事故发生后的故障检测和诊断。以往的故障识别和诊断技术具有严重的滞后性，而在线故障识别和诊断技术具有实时监测、在线诊断、智能检修的作用，能够及时有效识别故障类型、定位故障位置、智能检修故障的优势，对提升我国配电系统的安全可靠性具有重要作用。

参考文献

[1]黄永平.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[J].科技专论，2013，10（28）：299.

[2]周廷禅.配电线路在线故障识别与诊断方法的研究[J].电力建设，2013，（16）：90-91.

作者简介：俞正林（1983―），男，江苏南京人，大学本科，助理工程师，现供职于南京供电公司江宁供电营业部，研究方向：配电线路运行与检修。