配電線路在線故障識別與診斷技術分析(1)

馬高飛

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，無論是人們日常生活用電還是生產用電都在呈現上漲趨勢。如今，配電線路的覆蓋建設已經實現了階段性的成果，在完成線路建設之后，為了保障配電線路能夠持續發揮效能，電力單位的工作重點應當及時轉移到故障識別、監控以及檢修維護工作上來，并且有必要對配電線路的在線故障識別與診斷技術進行系統性研究。基于此，本文首先對配電線路中故障識別技術進行闡述，然后探討在線故障識別與診斷的工作流程，分析其診斷技術與應用優勢。

關鍵詞：配電線路;在線故障識別;診斷技術

引言：

配電線路承擔著電力傳輸的主體工作內容，是整個電力系統的核心。配電線路的質量直接影響電力單位的供電能力，是生產生活正常進行的有力保障。但是，由于配電線路覆蓋性極廣，在使用過程中難免受到各類諸如環境、氣候、人為條件以及施工技術水平等因素的影響，從而產生故障。即便是在故障發生的第一時間采取有效的維修策略，也難免會造成一定的不良影響。因此，對配電線路進行在線故障識別十分重要。

1配電線路在線故障識別

1.1單相接地故障識別

單相接地故障是配電線路中最常見的故障之一，它根據故障產生的原因主要分為兩種。由金屬元件接地引發的配電線路故障成為金屬接地故障，由非金屬元件接地引發的故障成為非金屬接地故障。一般情況下，配電線路中的某一段線路或者某一條電源側斷線出現了故障，會使得電線掉落至地面，與地面直接接觸，從而造成單相接地故障。

單相接地故障識別技術是根據配電線路的電壓變化來識別事故是否發生，其中，金屬接地故障和非金屬接地故障的識別標準有所區別。配電線路一旦發生金屬接地故障，故障源的相電壓會瞬間歸零，其他線路的相電壓也會提高至線電壓數值。而非金屬接地故障發生時，故障源位置的電壓也會明顯下降，其他部位的電壓則會明顯上升，所以單相接地故障識別技術就是通過在線檢測配電線路的相電壓，達到識別故障的目的。

1.2高阻故障識別

當配電線路中架空的線路出現斷裂，斷裂的電線接觸到高阻抗物質時，就會產生高阻故障。與單相接地故障不同，高阻故障的危害極大，當架空線路斷裂，電線接觸到高阻抗物質后，整體配電線路會發生短路，很大程度上會直接燒毀故障源連接的用電設備。而且，高阻抗的物質十分常見，例如，當配電線路周圍的石頭受到雷擊時，就存在高阻故障的風險。而且，當配電線路發生高阻故障時，短路電流會低于接地故障的電流，這使得過去一直被廣泛使用的過電流保護法不能及時識別故障，也很難讓相關工作人員及時處理，造成嚴重的影響。因此，目前廣大電力單位也在積極引進新型的高阻識別技術，對高阻故障的可能發生線路段進行實時監控并進行有效識別，從而降低高阻故障帶來的損失[1]。

1.3間歇性故障識別

配電線路發生間歇性故障時，故障電路會瞬時間產生重復性的弧光。隨著故障的持續，還會產生間歇性放電的現象。相比于單相接地故障和高阻故障，間歇性故障在識別方面難度更大，因為間歇性故障的發生不會遵循一定的規律，隨意性很強，其故障間隔也沒有有明確的標準，故障間隔較低的可能在幾秒鐘內發生多次故障，也可能在很長時間內不定期地出現故障，而且，間歇性故障的危害也較為嚴重，需要專業的工作人員加強在線故障識別工作，在發現間歇性故障的第一時間采取有效的應急維修措施，否則，很可能造成配電線路大面積癱瘓，給人們正常生產生活造成嚴重影響。

2配電線路故障診斷技術

2.1檢測定位法

監測定位法是配電線路故障診斷工作中最為有效的診斷技術，它通過無間斷地對整體配電線路的工作狀態進行檢測，實現在故障發生的第一時間找到故障發生點，并判斷故障產生的原因等功能，從而幫助工作人員采取最為及時有效的處理方法。檢測定位法主要是對各級配電線路的電壓進行實時監測，比較適用于單相接地故障及高阻故障的診斷，一旦相關配電線路的電壓發生突變，檢測定位系統會直接記錄電壓變化的位置，自動切斷與該段線路相連的其他線路，保護其他線路不會受到故障的影響，并發出警報，提醒工作人員。雖然檢測定位法的診斷時效性很強，但需要對在各級配電線路的終端安裝電壓傳感器，檢測系統的安裝成本較高，在實際工作中，無法在覆蓋到整體配電線路中，只能在事故頻發的線路安裝[2]。例如，青銀高速張家寨村路段就應用了檢測定位法對該路段的配電線路進行在線故障識別診斷，經過多年的監測，有效減少了該分段線路的電路故障。

2.2主動定位法

主動定位法包括S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法。利用主動定位法可以在配電線路發生故障后，找到故障發生的準確位置。相比其他定位方法，主動定位法定位更加準確，但主動定位法的分屬方法也存在一定的不足。S注入法過于依賴線路的完整性來傳遞故障信息，一旦線路出現斷線斷電故障，S注入法便會失去效能;中性點脈寬注入法的穩定性較高和安全性尚可，但一樣依賴配電線路傳遞故障信息;交直流綜合注入法不僅依賴配電線路，還存在一定的危險性，不夠穩定，所以多數情況下不予采用[3]。

2.3智能定位法

經過多年的總結和實踐，以及人工智能技術的大力發展，配電線路故障診斷技術充分結合了人工智能技術的優越性，研發出定位精度高、安全性和穩定性更強的智能定位技術。即配電線路故障在線檢測裝置自動化檢測技術，通過結合自動化技術，對配電線路進行測試。該技術可以對需要的短路、接地等故障進行自動摩西，并通過單元對其的控制，進行遠程故障識別，通過對識別數據進行分析，判斷其結果是否與符合實際需求。該技術結合故障指示器的經濟性，進行全面優化，在運行過程中，可以打破空間與時間的限制。并且具有較低的成本與適用性，對配電線路運行狀態進行全面檢測，減輕電力人員的工作壓力，有效排除線路故障。

2.3.1系統構成