配電線路故障原因分析及在線監測系統研究

管曙泉 吉沐園

（淮安三新供電服務有限公司淮安分公司，江蘇 淮安 223200）

近年來，國家電力企業迎頭前進，配電線路管理工作成為電力能源管理工作的關鍵組成，配電線路管理工作受到的關注度不斷增強。而對配電線路運行質量產生影響的因素較多，例如外界因素、人為因素、設備因素等，從而導致很多安全層面的故障發生。一旦發生故障，電力系統就無法正常運行。因此，電力企業及負責故障的人員必須有效解決配電線路常見故障，采取合理對策，提升配電線路質量，保障電力事業和諧穩定發展。

1 配網配電線路常見故障分析

1.1 變壓器故障

變壓器作為電力系統的核心組成，通過改變電壓、安全隔離等手段提升電網體系的穩定性和安全性。一旦變壓器發生故障，那么系統線路也會隨之出現問題。一旦遇到用電高峰，此時變壓器處于高壓工作的狀態，自身溫度迅速升高，變壓器故障發生的風險將大大提升[1]。而遇到用電低谷的時候，設備存在空負荷的狀態下，溫度也會迅速升高，從而造成變壓器故障。如果變壓器的溫度太高，那么變壓器會很容易被燒毀。

1.2 接地故障

引發配電線路接地故障的原因較多，其中之一就是線路接觸到金屬而引發接地故障，另一個原因是人工處理技術存在不足，有關人員在展開配電線路安裝工作的時候沒有做好固定處理工作，這樣一來很容易被外界因素影響，單相接地故障的發生率大大提升。配電線路自身屬于電力運行的關鍵基礎，任務尤為艱巨。配電線路要考慮的因素有很多，配電施工自然會受到更多因素的影響。隨著現代社會建筑數量的不斷增加，配建工作壓力增大。建設者應當將地形等多方面的因素考慮在內，穿越加多的建筑物及樹木[2]。這一環節一旦沒有做好阻礙因素的清理工作，就很容易發生接地故障。一旦發生接地故障，變電箱母線也會隨之改變，短時間內電流急劇增大，變電站電壓互感器及線路供電設備將被直接燒毀。

1.3 短路故障

在配電網線路之中，最為常見的故障要屬短路故障，引發故障的因素諸多，所以，針對短路故障實施檢查與維修尤為困難。具體來分析就是暴風雨與閃電等惡劣天氣因素的會引發配電線路出現斷裂與短路，腐蝕性液體與氣體也是導致配電短路的重要因素。配電網線路問題導致電源供應得不到保障，嚴重的情況下會導致安全隱患，因此必須高度重視短路問題。

2 配電線路故障原因分析

2.1 自然因素

自然因素對于配電線路的影響最為顯著，這是因為配電線路大多位于自然環境之中，受到自然環境很大程度上的影響。電線絕緣基本上都屬于橡膠產品，那么在經過長時間的日照、風吹與霜凍作用，絕緣產品老化十分嚴重，容易出現漏電情況。電線材質是金屬材料，在金屬熱脹冷縮之下，配電線路中受力不均，加之風力作用，將使線路局部拉力過大，有可能發生線桿偏斜，傾倒或者線路斷線。強降雨還易使線桿或線塔基礎失穩、傾斜而造成線路拉斷[3]。配電線路架設于地質條件較復雜區域，容易發生滑坡，泥石流等地質災害，從而破壞線路。雷電還會對線路上某些零部件造成損傷，特別是當雷電打到設備或者零部件上時，將產生連鎖反應，使較多零件受到破壞，很難在短期內得到修復，而且大風會使線路受到吹來的堅硬物體（樹枝和碎石塊）的撞擊，容易造成設備受損，電線受損或折斷等事故。

從整體上看，影響配電線路正常工作的自然因素中因雷電引起的故障所占比例最大。

2.2 人為因素

人為因素給配電線路帶來的危害可分為兩類：一是人為破壞。有些人為經濟利益而有意損壞線路，如盜竊配電線路上某些昂貴零部件等。當前，我國經濟發展水平日益提升的大環境之下，人民生活水平得到了極大改善，偷零配件現象也隨之減少，所以這種對線路造成損害的人為因素在實踐中占據較小的比例。還有些人為節省電費而私自亂接電，在違反規定使用某些過載電氣設備時，造成配電線路過載或短路而影響了線路平穩運行[4]。還有一類就是配電線路檢修人員在平時檢修中沒有做好工作，造成線路故障。配電線路經過長時間運行，設備老化，導線斷股，絕緣損壞。在進行日常維護的過程之中，因為維護人員專業能力不均，在線路安裝與檢修時候的責任心不夠強，無法及時發現線路會出現的隱患，導致老化設備未及時更換而發生故障。除此之外，運行管理人員對于線路運行抽檢時的力度不夠，并未合理掌握線路運行，在實施檢修時的針對性不夠，也會引發線路故障。

3 電力配電線路的排障技術

3.1 排障的必要性分析

要想電力系統正常工作，就必須要依靠配電線路來支持，配電線路是電力系統能夠正常工作的重要依據，而配電線路斷線則直接關系到線路能否正常工作，所以需要消除配電系統中存在的錯誤。以防為主，修為輔，強化軌道控制，強化線路識別和養護等原則為配電線路正常工作奠定了良好的基礎。總結配電網故障管理的經驗與規律，發現最易受擾動的薄弱環節并采取適當防范措施，把故障扼殺在細節之中[5]。

此外，配電線路還受到氣候以及環境的影響，造成了較大的損害。對此，我們要充分考慮到配電線路受不利氣象因素的影響程度，并采取相應的措施來消除安全隱患，保證配電線路能夠正常工作。

3.2 具體的排障技術

3.2.1 風雨類故障排障技術研究

風雨類故障對配電線路干擾最為普遍，雨水和大風易造成線路碰撞和距離變短等傷害，所以雨淋干擾就顯得格外重要。一般采取雨淋除塵技術并加強常規巡檢，認真排查各塔體，盡量避免風雨天氣。在保證桿塔基礎穩固和增強抗風能力的前提下，還需要對線路力度分配角度進行合理規劃，以保證線路能夠在較長一段時間內安全運營[6]。城市中可優先選擇穿越地下的路線進行布局，同時也要為以后的大修和養護工作打下良好的基礎。如條件不容許設置地下線路，則應綜合考慮地上線路設計中的影響因素，如在居民集聚區設置線路時應避免其受到居住設施和樹木的影響，同時還應預留一定的安全距離以防其發生突發情況而對周圍居民人身和財產造成影響。

3.2.2 雷擊類故障的排障技術

在電力配電線路運行過程中，如果發生雷擊，容易造成線路短路。線路短路會導致電壓升高，線路溫度隨之升高，不僅會造成線路受損，也容易引發安全事故，造成嚴重后果。因此，要合理運用雷擊故障排除技術保障線路運行的安全性與穩定性，可以從以下幾方面入手：

1.合理設置避雷裝置，同時還要借助導線耦合法等方式排除雷擊故障[7]。

2.在配電線路設計過程中，應盡量避開雷電頻發區域，選擇雷擊概率更低的區域架設配電線路。

3.架設避雷導線，尤其針對空曠區域的配電線路，架設避雷導線的必要性更強。避雷導線可以分流雷擊產生的電流，通過桿塔直接傳輸至大地，減少對配電線路的危害，保證輸電線路的安全性。

3.2.3 雨雪類故障的排障技術

雨水導致的配電線路故障會造成線路下沉，若不及時處理，容易導致線路中斷等問題，不僅影響供電的穩定性，還會帶來巨大的安全威脅。為了保證電線桿的穩固性，需要經常對電線桿實施加固，特別是對于經常產生積水的區域，要加大監督力度，定期進行加固處理；還要設置完善的排水設施，及時排除積水，防止積水對其穩定運行造成影響[8]。我國北方地區的冬季經常出現降雪，雪花會附著在配電線路上，增加線路的重量和負擔，容易導致線路受損。為降低降雪造成的危害，需要采用加強型導線，減少導線斷裂問題。與此同時，還要借助直流融冰技術，及時清除附著在線路上的冰雪。

4 配電線路在線監測系統分析

4.1 在線監測系統的工作原理

配電網在線監測系統其主要是由故障顯示器、通信裝備、網絡主站以及通信終端等組成的。其中故障顯示器能夠實現配電線路的故障監測、信息傳輸、線路負荷以及無線數據等。配電線路在線監測系統能夠對相間短路、單相接地等故障進行監測。當配電線路出現故障時，故障顯示器就能監測到不同于正常狀態時的配電線路中的電流，通過對這種特殊電流的監測，顯示器就利用無線傳輸裝置將信息傳遞到對應的通信終端中，接收到完整的數據信息后，將完整的數據信息傳遞到配電線路故障在線監測系統主站中。工作人員結合主站顯示故障情況結合地理信息系統展示出故障點位置，快速鎖定配電線路故障位置，提高配電線路的故障處理效率。

4.2 配電線路在線監測系統設計

在電網系統中配電線路大部分采用的是小電流接地的方式，架空配電線路占整個電網系統的配電線路的90%以上，因此對架空輸電線路而言，利用故障指示器監測技術對整個線路進行分段監測就顯得更加適宜。配電線路在線監測系統不僅要實現相關功能，還需要適應配電線路周圍的一些實際環境條件，保證能夠長期穩定運行[9]。在實際的運行過程中配電線路在線監測系統能夠通過相關功能采集到配電線路的電流、電壓以及溫度等參數信息，利用數據判斷配電線路的狀態。配電線路在線監測系統結構，其中分別設置了傳感器組件、超聲波探頭、零序電流互感器以及電流/壓采集模塊等共同組成了配電線路在線監測系統數據傳輸子站的任務是接收和發送數據采集裝置的數據信息，通過解調將配電線路的數據信息傳遞到配電線路在線監測系統的中心站和主站系統。在正常運作時，配電線路在線監測系統也能夠定時定期地將配電線路的運行狀態參數信息傳遞到主站。

配電線路在線監測系統監控主站是整個配電線路在線監測系統的主要核心部分，其主要是利用監控主站對整個配電線路的狀態信息進行處理，具備地理信息系統和空管信息系統，通過中心站、服務器以及網絡信息軟件組成，配電線路在線監測系統服務器結構。在正常運行時，配電線路在線監控系統能夠對配電網中的相關設備進行系統地管控，監控配電網系統的運行和故障情況，當出現異常狀態時，能夠自動識別故障的類型以及對故障的位置進行快速確定，通過圖形或者聲音的方式進行提醒，有助于電力企業的工作人員快速注意到配電線路或者配電網系統的故障情況[10]。配電線路在線監測系統后臺還能夠實現地理信息圖形的快速標注，配電網單線圖以及環網的編輯和管控，有助于電力企業根據配電網的更新狀態不斷地進行調整。

5 結語

社會的發展帶給人民更富足的生活質量，日常用電量越來越大，對于電能提供的充足性及穩定性有了更高的要求。因此，電力企業必須制定有效舉措，保障供電線路的穩定性，提升供電質量。要想保障配電線路高效運行，就要做好配網配電線路常見故障分析工作，同時優化運檢舉措，降低輸配電線路故障發生率，優化巡檢體系的智能化水平，保障電力事業又好又快地發展。