配電線路在線故障識別及診斷方法研究

尹紅軍+宋成杰

摘 要： 電力線路是電網運行的命脈，它在輸送電能的同時又相當脆弱，任何來自外力的破壞以及工作人員的錯誤操作，都有可能造成大面積停電，甚至電網瓦解，給社會經濟和人民群眾的生活帶來巨大危害。因此，開展電力線路在線檢測與診斷方法研究，對于及時處理故障，恢復系統正常運行，維護電力系統安全和用戶經濟利益都有非常重要的意義。

關鍵詞： 配電線路；在線故障識別；診斷方法

配電線路的質量堅持以人為本的理念，關注人的生命安全。因此在配電線路中，對于各個階段產生的故障要認真對待，運用高技術將出現的問題解決好，要嚴格把握配電路線的質量問題，從而保證整個供電網的正常進行。配電線路的質量不僅僅是每一個電力工作者最關心的問題，它也反映了普通百姓關注切身安全問題迫切的心情。面對這種情況，國家要投入一定的資金和先進的技術，確保配電線路向著一個安全的方向發展。國家給予強有力的支持，可以大大提高配電網施工質量，解決普通百姓所關注的問題，為我國的電力事業提供一個良好的發展環境。

一、在線故障識別診斷原理

1、零序電流法

在檢測配電線路時，如果發現出現故障的線路，就會觀察到零序電流會比正常水平高出很多；如果將接地點線前和后的零序電流相比較的話，可以清楚的發現故障線路的零序電流也高出正常水平。除此之外，如果出現的是永久性的接地故障的話，能夠清楚的看到這一配電系統的全部線路都具有穩定的零序電流且能夠輕松被檢測得到。其原因在于，構成零序電流法的部分綜合了整個系統的電流信息，因而利用零序電流法是極其準確的，這一方法得到了普遍使用。

2、電流突變法

當電壓逐步提高和接近最大值時，線路會在短時間內進行反應，對地電容進行放電，再加上線路電阻以及電感的存在，在整個配電線路中會出現一個極大的震蕩電流，這個時候故障指示器也會及時檢測出電流的變化以及地電壓的急劇下降情況，因而能夠肯定的判斷成接地。

3、五次諧波法

這一方法主要是通過五次的諧波采樣，對每次采樣的情況進行記錄和關注，如果發現配電系統的電壓下降明顯和五次諧波突增，就能夠肯定的判斷成接地。

二、配電線路在線故障識別

1、配電系統中的高阻故障。高阻故障主要是指架空線路出現斷裂時，與高阻抗的地面發生接觸，或者是正常運行的架空線路與周圍的物體發生接觸，從而引發了高阻故障。例如：周圍的建筑物以及離架空較近的樹木在表面上存在一些短路。又如：一些碎石、瀝青以及沙礫等物體的表面，由于受到閃電和雷擊的影響，這就容易發生高阻的故障。高阻故障的電流水平比一般的直接短路接地的故障電流的水平低，這就使得高阻故障不能夠使用傳統的過電流保護方法檢測出來。高阻故障能夠使得電力系統產生更加嚴重的故障，除此之外，高阻故障還可能引發人身觸電、火災等嚴重的后果。

2、配電系統中的間歇性故障。間歇性故障主要是指在線路發生的間歇性進行放電，與此同時伴隨著弧光等情況，并且具有瞬時性和重復性的特點。在間歇性故障中，兩次連續故障的間隔時間可能會從幾秒擴展到幾天，而且間歇性故障表現出一定的隨意性。在發生間歇性故障的時候，要進行查明故障的原因，并且要及時進行維護。如果對間歇性故障沒有進行及時的維護，這將不利于配電網的順利發展，而且也會使得安全隱患一直存在，最終會危害電力系統的安全運行，而且給人民群眾的生活帶來一定的危害。

3、單相接地故障。單相接地故障是配電網中最容易發生的，但是最難查找的故障。有關單相接地故障中，要對暫態過程進行分析，暫態信號存在著豐富的故障信息，而且暫態過程不受接地方式的影響。因此，在單相接地故障中，要合理的把握電容電流的暫態分量，這樣有利于配電網的正常運行。

三、配電線路在線故障診斷方法

1、監測定位方法。監測定位方法主要是指在線路的主要分支點以及常發生故障的區域安裝探測器，從而用分支探測器進行實時監測零序電力的定位故障點的方法。該方法可以檢測到電力線路的參數，通過電力線路參數的改變從而可以清楚的判斷故障發生的地方。然而通過定位監測故障需要安置檢測裝置，這就在技術方面和成本方面存在一定的困難，并且日后維護的工作也是非常龐大的。

2、被動式定位方法。在被動式定位的方法中，主要采用區段查找法、阻抗法、行波法這三種方法進行被動式定位。區段查找法主要是利用配電網自動化設備監測各個線路的電氣信息，從而可以清楚的判斷故障發生的區段。區段查找法可以確定故障發生的區段，從而縮小了故障的范圍，并且也縮短了查找的時間。阻抗法受到路徑阻抗、線路負荷和電源的影響較大，但是在阻抗法中具有投資少的優點。行波法在監測故障的時候具有很高的準確性，但是對于故障的準確性卻不能夠及時的把握。

3、主動式定位方法。在主動式定位方法中，主要包括S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法這三種方法。S注入法通過對發生的故障進行確定，從而可以通過信號對故障點進行確定，這就使得它具有較高的定位精度。但是S注入法不能適用于配電網故障的在線定位。中性點脈寬注入法在監測故障的時候，具有可靠性、安全性能好的特點。交直流綜合注入法具有一定的危險性，它不能及時的檢測故障發生的區域，這就使得故障地位的時間較長，費時費力。

4、智能定位方法。智能定位方法是基于故障投訴信息進行推理的故障定位的方法。智能定位方法通過將SVM方法和神經網絡方法相結合來確定故障發生的區域。但是智能定位方法使用于線性可分的數據，從而使得配電線路的在線故障得以識別。

四、配電線路在線故障診斷系統研究

1、基于HHT方法的配電線路故障診斷系統。在基于HHT方法的配電線路故障診斷系統中，首先要進行信號檢測。在信號檢測的過程中，主要是測取與故障有關的狀態信號。狀態信號是判斷故障的唯一依據在信號檢測的過程中主要包括以下幾個方面：第一，信號的測取過程；第二，信號的調理過程；第三，數據的采集過程；通過這三個過程準確的獲得數據，從而能夠準確的處理故障。其次，特征抽取。在這一過程中，將信號檢測得到的初始狀態的信號通過信號的分析處理，從而形成了待檢模式。再次，狀態識別。在這一過程中，要準確的分析故障，利用數據庫的先進技術建立一個有效的檔案庫，將待檢模式與基準模式進行比較判斷，從而可以清楚的判斷出設備是否處于正常的運行狀態。最后，預報決策。在這一過程，要查明故障的情況，并且分析產生故障的原因，從而可以預測出未來的發展趨勢。

2、配電線路在線故障的診斷系統。在電力系統中，配電網和人們的日常生活有著密切的聯系，如果配電網一旦發生了故障，就會影響了國民經濟和人們的日常生活。配電線路在線故障的診斷系統方案如下：首先要進行故障檢測。在配電網運行的過程中，要對配電線路進行檢查，通過先進的科學技術查明出現的故障。其次，要對故障進行分類。在檢測到故障之后，相關人員要使用HHT的方法對故障進行分類，這樣可以使得相關的工作人員根據實際的情況實際分析，能夠準確的消除故障。最后，在對故障進行分類之后，然后在對故障進行定位，故障定位主要是指線路分支的定位，具體是指對在配電線路中安裝的傳感裝置所采集到的信息進行分析處理，并且將線路中出現的故障進行定位。

五、結束語

綜上所述，配電線路是電網運行的命脈所在，在電能輸送的過程中是比較脆弱的，一旦受到外力的破壞或者工作人員的操作失誤，都會導致供電中斷，嚴重的會造成電網的瓦解，影響到人們的生產和生活。為了更好地保障供電的穩定以及電網運行的安全，供電企業必須要提高對配電線路的重視程度，及時準確的識別和診斷在線故障，并采用靈活的手段對故障進行解決，確保配電線路運行穩定，維護人們的利益和電網的安全。 ■

參考文獻

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