電力線路在線巡視監測及故障精確定位分析

國祥鑫

巧家供電有限公司

電力線路在線巡視監測及故障精確定位分析

國祥鑫

巧家供電有限公司

電力線路的在線監測和故障精確定位一直以來是我國智能電力線路的技術發展基礎，前者的主要作用在于對電力線路進行全面的實時檢測，以便于工作人員找到供電系統運行時的隱患故障；后者主要是在找出故障后幫助維修人員對故障原因進行精確的定位，并盡快對故障進行維護處理，最大程度的減少對居民正常用電的影響。就發展狀況而言，我國在電力線路的維修方面仍然存在著很多不足，在一些方面很容易受到環境的影響，且故障的精確定位也有著不穩定性，接下來要對于故障的巡視和定位進行必要的闡述。

電力線路；在線監測；故障精確定位

電力線路的在線監測是找出電力線路運行中的隱患故障，并對該隱患進行及時處理；線路發生故障后的故障精確定位是幫助維修人員快速判斷故障原因，然后進行故障恢復處理，進而不影響居民的正常用電。然而，在實際的電力線路運行中，其在線巡視監測和故障精確定位還有一些細節方面沒有處理好，需要進一步進行改善。

1 電力線路在線巡視監測的兩種方式

電力線路在線巡視監測包括人工巡視和直升機在線巡視兩種監測方式。人工巡視監測方式是由巡視人員利用紅外線成像儀、攝像機等電子智能設備完成電力線路的在線巡視監測工作。具體的在線巡視監測內容如表1所示。

對于電力線路在線巡視監測的人工巡視來說，耗費的資金成本較高，而且在一些復雜的地形區域會加重人工巡視的工作量。因此，電力線路在線巡視監測人員更加偏向直升機巡視，直升機巡視較為簡單是指直升飛機按照電力線路飛行，工作人員對沿岸電力線路的異常情況進行記錄，但礙于惡劣氣候條件的限制，會對直升飛機在線巡視監測產生一定的安全風險。因而無論是人工巡視還是直升機巡視，對電力線路在線巡視監測都會造成“漏失”，而且不能實現在線監測和狀態檢修的同步操作，這就造成電力線路在線巡視監測的經濟損失。

2 電力線路監測和故障定位的國內外現狀

當前最為常見的巡視方式是故障指示器和IC卡技術。在輸配電系統中，尤其是大量使用環網負荷開關的配電系統中，當下級配電網絡中出現短路故障或接地故障時，利用故障指示器就能在規定時間內對上一級供電系統進行分斷，從而避免發生嚴重的故障。電力線路的在線巡視主要是利用桿塔上的監視系統、氣象系統及紅外線成像儀等智能電子設備，根據電力線路在線巡視系統所反饋回來的異常數據，來對電力路線的運行狀況進行實時的分析檢測。電力線路的中性點接地方式的不同給相關研究人員帶來了很大的技術困擾。饋線自動化開關的發展與成熟成為近年來的關注熱點。饋線自動化主要是利用計算機技術、電子技術及通信技術等先進技術來對電力線路的開關狀態進行實時監測，并對線路開關進行合閘、分閘等遠程遙控操作，在很大程度上能起到節省人力資源的作用并能夠逐步實現配電的自動化發展。

3 電力線路故障精確定位

3.1 故障測距

故障測距方法，常常用來解決在多分支下多個測量點的精確定位等問題，在故障特征微弱的情況下，故障穩態量方法可能導致失效。故障分析法是利用故障時采集的工頻電壓、電流量等相關數據，在經過工作人員進行整理和分析，判斷和定位故障點的距離。可是，確定系統操作和線路等特性在已知的條件下，電力線路故障時，測量點的電壓、電流量是故障點距離的函數，因此完全可以用故障時記錄下來的測量點電壓和電流量分析計算，得出故障點的位置。隨著計算機技術和人工智能技術的發展，故障分析法還能夠自動化設備有效地完成。由于該方法會受到系統阻抗和故障點過渡阻抗的影響，會導致故障測距精度低下。電力路線中故障測距是為了高效無誤地定位故障的精確位置，從而減少故障點查找困難、巡線勞動強度大等事故，避免過多的線路出現停電或故障情況。

3.2 區段的定位

首先，當接地時，變電所終端根據零模電壓變化進行啟動，并選擇合理的故障線路；其次，各出線的饋線終端根據檢測點零模電流的突變狀況進行啟動；主站接收終端的數據后，對故障線路的電流數據進行濾波。但是這些方法對于母線反射波的反應幅度較為強烈，不容易得到精確結果。近年來饋線自動化技術得到快速的發展和應用，饋線自動化應用上有就地控制方式和遠方控制方式。前者主要通過重合器和各分段斷路器來進行故障判斷，包括多級重合器、重合器和分段器結合、重合器與自動配電開關結合等方案，不需要主站控制，具有成本低見效快的優勢，但是這種方法的開關設備過于復雜不適用大部分工作區域，給維修人員帶來了一定的困難；后者主要通過負荷開關和FIU系統來實現，通過FIU將現場故障信息發至主站再由主站對故障進行定位分析并控制開關。此外，FIU在基于故障電流狀態差動的原理上，可以作為各分段斷路器的饋線保護，表現為當主保護拒動時，變電站開關會跳開然后由配電網系統進行分析判斷，以遠程遙控的方式來隔離故障并盡快恢復故障區域的正常供電。

[1] 鐘準昆. 電力線路在線巡視監測及故障精確定位的研究[J]. 科技創新與應用，2016，25：200-201.

[2] 姚瑤. 基于輸電線路在線巡視系統的智能預警技術研究[D]. 華中科技大學，2014.

[3] 洪祎祺. 電力電纜運行維護及故障探測[D].上海交通大學，2014.