配電線路在線故障識別與診斷方法分析

彭家穎

摘 要：近年來，人們用電需求呈持續上升趨勢，這給國家電力產業的發展帶來了巨大的壓力與挑戰。在整個配電系統中，配電線路是將供電廠與廣大電力終端用戶緊密聯系起來的紐帶與橋梁，在配電系統中占有至關重要的地位。對配電線路在線故障進行有效的識別與診斷，可以確保配電系統持續正常運行。從配電線路在線故障角度出發，文章主要探討了配電線路在線故障的識別與診斷方法，以及對配電線路在線故障識別與診斷系統進行了相關分析與論述。

關鍵詞：配電線路；在線故障；識別診斷；方法

前言

配電線路運行的質量與效率是國家電網得以安全運行的重要保障。然而，由于終端用戶數量的越來越多，不僅給整個配電系統造成了巨大的壓力，而且各種因素的干擾使得配電線路極易發生在線故障，從而嚴重影響配電系統的供電安全性與可靠性。在線運行是配電線路最脆弱的時刻，此時一旦發生故障將很可能進一步造成嚴重的后果，甚至會導致整個配電系統崩潰，從而對人們的生命財產安全造成威脅。因此，必須采用有效的方法對配電線路的在線故障進行識別與診斷。

1 配電線路在線故障的識別

1.1 單相接地故障的識別

單相接地故障分為金屬接地故障和非金屬接地故障，金屬接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于一種完全接地故障。其發生的主要原因是配電線路某一段電線或某一電源側斷線發生故障，使得電線與地面發生直接接觸。這種故障多發生于饋電線路上。當金屬接地故障發生時，其發生位置的相電壓會瞬間變為0，而其余位置的相電壓則轉換為線電壓。它的這一特性既是金屬接地故障發生的主要表現，也是維修人員進行識別的關鍵。

非金屬接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于不完全接地故障，發生位置與金屬接地故障相同，發生的主要原因是配電線路上出現放射電弧，電線通過放射電弧與地面發生間接接觸。在非金屬故障發生過程中時常會伴有間歇性故障，且故障發生位置的相電壓會明顯下降，而沒有發生故障位置的相電壓也會有所上升。通過這一特性可以實現對非金屬接地故障的有效識別[1]。

1.2 高阻故障的識別

高阻故障主要發生于架空線路出現斷裂，使地面或周圍事物接觸到較高阻抗的情況之下。如果架空線路發生斷裂，則很可能與附近的物體發生接觸，這就會造成配電線路發生短路現象，從而產生高阻故障。另外，在路面碎石、砂礫等受到雷擊作用時，也有可能發生高阻故障。當發生高阻故障時，其產生的電流會低于平常直接接地發生短路情況下的電流。傳統的過電流保護法在今天的配電線路在線故障檢測中，已難以滿足準確檢測出高阻故障發生位置的要求。如果高阻故障的出現沒有得到及時的處理，就會導致整個配電系統無法繼續正常運轉，甚至會造成火災事故。所以，根據它的特性借助現代化工具與技術可以對高阻故障進行有效的識別[2]。

1.3 間歇性故障的識別

當配電線路在運行時出現重復性、瞬時性弧光，并伴隨有間歇性放電現象，基本上就可以確定為發生了間歇性故障。這種故障的發生無規律可循，且故障間隔的時間既可能是幾秒，也可能是幾小時、幾天，具有較大的隨意性，難以準確診斷。對于間歇性故障的識別，需要專業人士在發現故障的同時及時查明其原因，并迅速做出恰當的維修措施。故障檢修人員應對這種故障引起高度的重視，否則必將會對整個配電系統造成嚴重的影響，為其埋下安全隱患，使配電系統無法正常有序的運行，從而影響人們的正常生產生活。

2 配電線路在線故障的診斷方法

2.1 主動定位診斷方法

主動定位診斷方法是當前配電線路在線故障診斷中最常采用的一種方法，它包括有中性點脈寬注入法、S注入法和交直流綜合注入法等。中性點脈寬注入法，具有較高的安全性與可靠性，且診斷精度較高，主要應用于配電線路在線故障的監測；S注入法，診斷具有較高的準確性，主要是利用診斷信號來實現對配電線路在線故障的發生位置進行判斷與定位；交直流綜合注入法，這種方法目前應用范圍較小，主要是因為其在實際診斷過程中存在一定危險性，且診斷效率低下，無法對線路故障發生的種類與發生的具體位置進行及時、準確的判斷。

2.2 監測定位診斷方法

所謂監測定位，就是指對配電線路在線運行過程中的關鍵部位、容易發生和經常發生故障的地點進行實時監測與定位，以確保當故障發生時可以得到及時發現和有效的解決，從而為維修人員創造極大的便利。這種診斷方法主要是對配電線路中的運行參數進行全方位監測，當線路在運行過程中發生故障時，該監測裝置就會立刻發出警報，相關維修人員就會立刻趕到故障現場，對故障的位置與產生原因進行精確的診斷，并以最快的速度對故障進行處理，確保在最短的時間內能夠恢復正常供電。雖然這種監測定位診斷方法能夠產生良好的診斷效果，但其安裝程序復雜繁瑣，造價較高，對技術性要求也叫高且難以實施，所以對其應用造成了一定的局限[3]。

2.3 智能定位診斷方法

智能定位診斷方法的實現是在線路故障的投訴信息基礎之上，運用推理方法來達到對故障進行定位的目的。與輸電線路不同，配電線路往往具有較多的分支，當發生單相接地故障時，采取拉開故障線路的方法可以快速精準的定位到故障的發生地點，這主要利用的是線性可分數據所具有的識別性。它通過將神經網絡法與SVM方法相結合，從而可以實現對配電線路在線故障發生具體位置的準確判斷。該診斷方法具有良好的定位效果，但現有技術還無法完全滿足其要求，還需要進行不斷的改進、補充與完善[4]。

3 對配電線路在線故障識別與診斷系統的分析

故障狀態信號是對配電線路在線故障進行判斷的一個重要標準。而配電線路在線故障識別與診斷系統的主要工作就是對故障的狀態信號進行檢測，具體步驟為測取信號、調理信號、采集實時數據、抽取信號特征、識別信號狀態。通過這一系列的步驟，可以實現對配電線路在線故障狀態信號的實時準確檢測，從而有利于維修人員及時發現與處理故障，保證配電系統的正常安全可靠運行。同時對在線故障進行全面透徹的分析，將采集的有效數據存儲到完整性、保密性良好的數據庫中，以便日后研究需要所用。

4 結束語

綜上所述，配電線路在線故障識別與診斷方法的介紹和系統的分析是本文章研究的主要內容。配電線路在線故障識別與診斷的方法有很多，文章主要分析了單相接地故障、高阻故障、間歇性故障的識別以及主動式定位診斷、智能定位診斷和監測定位診斷方法。通過文章的分析，旨在讓更多的人們意識到配電線路在線故障識別、診斷與處理的重要性。隨著配電線路在線故障識別與診斷方法研究的不斷深入，相信在不久的未來一定會出現更為有效的診斷技術。

參考文獻

[1]周廷模.配電線路在線故障識別與診斷方法的研究[J].廣東科技，2013，16：90-91.

[2]黃永.配電網線路高阻故障在線識別方法研究[D].重慶大學，2012.

[3]陳明睿，竇文釗.如何識別配電線路故障以及故障診斷的方法[J].黑龍江科技信息，2013，29：44.

[4]唐金銳.電力線路在線巡視監測及故障精確定位的研究[D].華中科技大學，2014.