關于配電線路在線故障識別與診斷方法研究

李永貴

摘要：對配電線路運行過程中所存在主要故障進行有效識別和對其進行有效診斷，對促進整個配電線路和配電網的穩定、可靠運行具有較為重要的影響作用。文中對配電線路運行過程中常見故障識別進行了詳細介紹，并對配電線路在線故障診斷技術進行了深入分析，旨在進一步推動配電線路故障識別和診斷效率的提升。

關鍵詞：配電線路;故障識別;診斷方法

1、配電線路在線故障的識別

1.1單相接地故障的識別

在配電網中較為常見的就是單相接地故障，同時也是查找較難的一項故障。若想有效的將單相接地的故障排除，就需要進一步分析其暫態過程，故障信息一般都包含在暫態信號中，而接地方式卻無法影響暫態過程，所以，在一定程度上加大了排除故障的難度。在排除單相接地故障中，就應該對電容電流的暫態分量有效把控，以使配電網能夠有效的運轉。

1.2高阻故障的識別

當架空線路出現斷裂時，接觸到較高阻抗的地面或者周圍的物體，就會導致高阻故障。比如說，架空線有可能會與周圍的建筑物或者與其距離較近的樹木之間發展接觸，出現短路的現象。或者，在路面的碎石以及瀝青或沙礫在受到閃電以及雷擊的作用下，就易發生高阻故障。但是，高阻故障產生的電流會低于平時直接接地發生短路產生的電流，所以，應用以往傳統的過電流保護方法進行檢測已經不足以檢測出高阻故障。一旦發生高阻故障，就會使電力系統無法實現正常運轉，還能夠致使人體發生觸電，甚至發生火災。

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。

1.4短路故障的識別

在配電線路運行過程中，短路故障的發生標志之一為短路線路產生明顯的電流變化，因此在對配電線路短路故障進行在線監測時，可結合短路故障配電線路的電壓、電流參數變化，及時、準確地識別出配電線路的短路故障。與配電線路的其它故障相比，短路故障的在線故障識別率可達到100%。

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被動定位診斷方法

被動定位診斷方法多采用區段查找、行波法來實現故障定位診斷。以區段查找方法為例，與傳統人工診斷方法相比，雖然該方法縮短了故障診斷耗時，但仍需耗費較多人力、物力。

2.3信號源診斷方法

信號源診斷方法是分別在配電線路及變電設備中安裝故障指示器和信號源柜，當配電線路故障時，預先布設于配電線路上的故障指示器可將增大的電流檢測出來，多次檢驗均識別出該規律電流變化后，故障指示器可得出配電線路存在故障的監測結果，并傳輸至位于變電站中的信號源柜。以10KV 配電線路為例，在大地、10KV 配電線路性點間串聯一個200Ω 左右的電阻，預先布設于變電站中的信號源柜檢測出接地現象，即零序電壓參數高于15V時，信號源柜開始工作，真空繼電器控制電阻按照先投入后切除的流程（每個操作均維持1S）重復10次 操作。在這種情況下，大地、串聯電阻及接地配電線路的接地點共同組成了一個回路。當電阻投入時，位于配電線路上的故障指示器可檢測出電流增幅為30A。連續多次檢測出30A 這一參數時，即可確認配電線路產生接地故障，將相關故障信號傳輸至主站，完成整個線路故障診斷流程。

2.4系統診斷方法

（1）在線故障診斷系統

在線故障診斷系統利用自身的故障檢測功能將線路的故障狀態信號識別出來，再通過合理分析故障數據完成線路故障分類、故障原因分析、故障位置定位，最終獲得有針對性的故障解決方案。

（2）基于 HHT的故障診斷系統

將基于HHT的故障診斷系統預先設置于配電線路中，在配電線路運行過程中，HHT故障診斷系統利用自身的信號檢測功能、特征抽取功能及預報決策功能，得出配電線路的精確故障分析結果。例如，在實際的配電線路故障診斷過程中，可將HHT故障診斷系統獲取的故障信號建立一個故障數據庫，結合HHT系統的預報決策經驗提出不同配電線路故障的診斷流程。在后續診斷過程中，可根據配電線路的實際故障信息，從數據庫中調取對應的診斷方法，對線路的故障狀態、故障位置等信息作出及時、有效的判斷。

2.5監測定位診斷方法

安裝探測器在配電線路的重要分支點以及頻繁發生故障的區域，以實現對零序電力的定位故障點進行隨時監測。利用對電力線路參數是否異常進行檢查，從而實現對發生故障點的方位進行更加準確的判斷。

2.6電纜線路型終端裝置故障診斷方法

作為目前我國配電線路故障診斷中的常用方法，電纜線路型終端裝置故障診斷方法的診斷流程較為便捷。該裝置主要包含1臺數據集中器、多臺面板指示器、多組故障檢測終端（由1只接地故障檢測終端和3只短路故障檢測終端構成）。在配電線路的故障檢測中，這種診斷方法僅能對線路產生的接地故障、短路故障進行有效監測。與其它診斷方法相比，其優勢在于當故障檢測終端從配電線路中監測識別出故障信號時，可將其傳輸至面板指示器中，能直接提供故障位置和故障類型。此外，這種診斷方法還可利用總線方式將監測到的大量配電線路故障信號匯聚到數據集中器中，再利用數據集中器的信號接收功能、信號處理功能和數據通信功能（包括 RS-232/485、GSEthemet通信、GPRS通信），實現數據遠程傳輸。

3、結束語

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：

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[2] 謝海芳.配電線路在線故障識別與診斷方法研究[J].中國高新技術企業，2015（21）：119.