高壓輸電線路短路故障早期檢測研究

黃小軍 李建輝 寧志海 韓強 劉廣田

摘要：高壓輸電線路的出現能夠為我們的生活帶來非常重要的影響，同時由于高壓輸電線路本身的方式以及結構，再加上外界因素的影響，會導致高壓輸電線路出現短路故障，通過分析高壓輸電線路的短路故障，提出相應的改進措施和檢測手段，能夠有效提高高壓輸電線路的工作效率。

關鍵詞：高壓輸電線路;短路故障;檢測

隨著社會各界的不斷發展，人們對用電提出了更高的要求。高壓輸電線路的出現，很好地滿足了人們的用電需求，并且高壓輸電線路廣泛用于日常生活，為我們的生活帶來了很大的便利。但是高壓輸電線路采用架空線路，因此在實際運行過程中，可能會出現各種線路故障問題，不僅有外界因素的影響，還有一些人為因素的影響，針對這種現象的出現，必須及早對高壓輸電線路的短路故障進行檢測，提出預防措施，才能有效提高高壓輸電線路的運行效率。

1基于小波變換的早期故障檢測理論

1.1短路故障檢測現狀

在電力系統運行過程中，短路故障是最為常見的一種故障，因此及時檢測出電路系統中的短路故障，并采取有效地保護措施具有非常重要的意義。目前針對短路故障檢測已經有了相關的技術，并且已經取得了一系列的研究成果。傳統的短路故障檢測方法，包括電流瞬時值和有效值法來作為短路故障判斷依據，由于高壓線路短路故障電流最大值通常發生在故障以后，并且時間較短，因此以此為判斷依據速度較慢。以電流變化率來作為短路故障特征，利用短路瞬間電流變化的特點來判斷短路故障發生，此方法也需要依靠毫秒來進行判斷時間。因此在實際運行過程中，電網電壓和功率的異常變化能夠有效檢測出電網中的短路故障，該方法的應用處理效果較高，采用線路電流波形曲率判斷電路故障，利用電流突變進行判斷，是電流突變點的波形，其面值較小容易受到外界環境的干擾，因此該判斷方法并不可靠。相對于快速操作結構來講，以上的檢測方法檢測速度略微緩慢。

1.2小波變換原理

本人所提出的小波變換檢測線路短路故障，在高壓線路短路故障發生時，由于負荷急劇減小，電流幅值的變化非常明顯，因此所獲取的信號為小波變換，該信號非常適用于探測故障信號，由于電流變化較快而帶來的瞬態反常現象，能夠快速獲取短路故障特征。利用多分辨率分析的小波變換，可以將信號分解成高頻細節分量和低頻平滑分量，在分析過程中可能表現出信號的奇特性，因此分析結果非常明了，適合高壓線路短路故障檢測方法。

針對高壓輸電線路短路故障的早期檢測進行仿真研究，由于小波變換，能夠在短時間內檢測出信號的突變性，當高壓輸電線路發生短路時，高壓輸電信號化發生改變，小波第四尺度的特征會發生明顯變化，針對該變化可以來作為主要的短路故障判斷以及，然而當高壓輸電線路出現空載合閘、功率補償等情況時，可能會導致電流信號發生變化，因此選擇合適的故障早期檢測方法，能夠有效避免高壓輸電線路的運行故障。

2高壓輸電線路短路故障分析

2.1自然因素導致的運行故障

自然因素也會引起高壓輸電線路發生短路故障。例如打雷天氣，打雷能夠對高壓輸電線路的正常運行造成嚴重破壞，主要體現在高壓輸電線路發生短路故障，出現跳閘或者散落等方面的影響，破壞力非常強，結合我國輸電線路統計，各地區高壓輸電線路因為打雷天氣所造成的跳閘現象占到了高壓輸電線路總跳閘次數的一半以上，尤其是高壓輸電線路遭遇到雷擊天氣以后，導致接地電阻數值過高，線路反擊而沒有辦法實現對電阻的分流，導致地線失去了屏蔽作用，因此雷電就會直接繞過導線，導致高壓輸電線路出現短路故障。另外，由于大部分的高壓輸電線路長期暴露在外面，遭遇雷擊的概率較大，并且對于線路的損壞程度也會最大，雷電釋放出的超強電流會進入到變電站的電力系統，導致整個電子設備無法承受強大的電壓而發生崩潰，從而對整個高壓輸電線路的運行造成嚴重影響。

2.2人為因素導致的運行故障

人為因素對高壓電輸電線路的短路故障影響，通常是在有意識或者無意識的狀態下造成的，盡管現在布置高壓輸電線，通常是在空曠或者人員稀少的地方進行規劃，但是由于高壓輸電線路的覆蓋區域較廣，不可避免會接觸到人類的生活區域，由于人類的日常生活很有可能造成高壓輸電線路發生短路故障。

3高壓輸電線路的檢修維護方法

目前代理工作人員經常采用紅外線的方式來對高壓輸電線路進行檢測和維修，該方法主要體現在以下幾種形式：

（1）相對溫差判斷法。該方法主要的利用原理是通過兩處不同的監測點溫度進行對比，相對溫度判斷法由于沒有來自外部條件和內部因素的干擾，因此經常用于判斷電流型制熱設備的故障問題。

（2）表面溫度判斷法。這種高壓輸電線路的檢測方法需要提前對目標設備的表面溫度進行測量，超出限制范圍的溫度進行甄別，該方法的應用范圍不是特別廣泛。

（3）同類比較法。該檢修的維護方法，最大特點就是對同一高壓輸電線路進行檢測，并且檢測的范圍只能是電流制熱或者電壓問題，通常是由于工作人員在觀察和對比兩種不同線路運行狀況之后，對可能出現的故障進行判斷。

（4）熱譜圖分析法。該檢測方法是最為精確的一種檢測方法，主要的利用原理是通過電熱導致設備進行故障分析時，處于正常運行和非正常運行狀態下的熱成像圖譜，根據熱成像圖譜能夠對設備存在的故障進行判斷。

4結束語

綜上所述，高壓輸電線路在實際運行過程中可能會出現一些短路故障，可能是由于自然天氣造成，也可能是人為破壞，然而高壓輸電線路一旦發生故障以后，很有可能會對人們的用電安全造成安全隱患，嚴重影響了人們的正常生活和工作，因此高壓輸電線路的安全問題一定要重視，相關部門要做好高壓輸電線路短路故障的早期檢測，確保整個輸電線路能夠正常運行，為人們創造一個安全便利的生活環境。

參考文獻

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