配電線路故障定位的實用方法研究

崔本濤

摘? 要：為滿足社會用電需求，我國建設了大量的電力工程，配電線路作為電力系統的重要組成部分，其安全受到了電力企業的高度關注。該文首先分析傳統線路故障定位技術，在此基礎上，對經驗定位法、分段檢測法、故障分支判斷法、注入行波信號檢測故障距離和實時定位故障系統等使用方法進行探究，希望對促進電力事業的發展有所幫助。

關鍵詞：配電線路? 故障定位? 實用方法? 經驗定位法? 分段檢測法

中圖分類號：TM72 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）04（a）-0023-02

配電線路在電力系統中起著十分關鍵的作用，關系到供電的穩定性，一旦其發生故障，就會對人們的用電質量造成影響，從而降低人們的生活質量，阻礙社會經濟的發展。鑒于此，如何對配電線路故障進行準確定位，并及時解決故障，成為了電力企業需要考慮的問題。

1? 傳統故障定位檢測技術

1.1 經驗定位法

在定位配電線路故障時，由一部分經驗豐富的工作人員，結合配電線路的運行情況，在分析和判斷線路故障的基礎上，對可疑故障點進行檢查就是所謂的經驗定位法，這種方法在傳統模式下較為常用。但該線路故障定位方法要求工作人員必須具備較高的專業技術水平和判斷能力，與此同時，還會耗費大量的人力和物力收集有關資料，以此來確保故障定位的精準性。此外，這種對人工依賴較強的定位方法，只能對故障大體范圍進行明確，卻無法精準定位到某個點，通常情況下，只適用于一個較小的范圍，如果線路所在地地質條件和天氣條件復雜，則難以發揮出效果，由于定位效果較差，很容易導致故障惡化，繼而產生更加嚴重的后果。

1.2 分段檢測方法

對一個區域范圍內的電路進行分段，然后采取閉合和斷開等操作，對線路進行處理，實現線路故障定位的目的。但就應用情況而言，該方法并不能及時且準確地定位故障。與此同時，在實際工作過程中，如果光照較強，配電線路接地故障很容易被忽略，安全事故發生的概率會隨之增加。

2? 配電線路故障定位方法分析

新時期以來，社會供電需求逐漸增加，為保證供電穩定性，對配電線路進行檢修和故障排查十分關鍵，而故障定位作為重要的一環，關系到配電線路的質量。接下來，該文對幾種目前實用的故障定位方法進行闡述。

2.1 注入行波信號檢測故障距離

正確選線是精確故障定位的前提條件。相關領域在多年研究后，研發出一種小電流接地選線技術，且取得了良好的應用效果，據查閱資料得知，應用這種方法進行選線，其正確率達到了96%左右。為精準定位線路故障創造了有利的條件。

這種實用性配電線路故障定位方法的原理為：在已知波速的前提條件下，對行波從故障點傳播到檢測點的時間差進行明確，然后與通過波速對比，獲得故障距離。簡言之，就是在被檢測線路的初始端，同時注入兩種類型的測量信號，一種是注入信號;另一種為返回信號，同時將注入信號的時間記錄為0，那么故障點返回信號的波頭，其到達起始點時間的一半就是行波由故障點到檢測點的時間，可以由以下公式進行表示：S=△t/2·v[1]。

在實際應用過程中，工作人員需要在離線階段對三相的開路波形進行準確記錄，究其原因，主要是三相雖然擁有相同的網絡拓撲結構，但卻無法保持絕對平衡，尤其是具有傳輸通信功能的B相，其波形較為特殊。在配電線路出現故障之后，對行波注入后的三相波形進行記錄，然后與其他相的波形對比，對比出波形存在的差別即可，如果存在差異，則表明檢測相為故障相。之后，需要提取故障相的開路波形和短路波形，并使前者減去后者，同時采取濾波處理措施，在此基礎上獲得兩波形的差異點，找出與之相對應的時刻，利用上述公式計算故障距離[2]。

2.2 故障分支判斷法

2.2.1 在配電線路中注入行為的傳輸變化

配電線路與普通輸電線路相比，其電壓和供電半徑較小，且分支較多。為此準確定位線路故障，需要分析配電線路分支中行波的傳輸過程。行波在配電線路運行過程中，如果遇到阻抗不連續點，則會進行反射或折射。如果傳播后方阻抗小于前方波阻抗時，則會向同向行波返回，否則會返回到反向行波。在供電網絡中，阻抗不匹配點由3個部分組成：開路點、分支點、短路點，與這些點相匹配的行波為同向行波和負向行波。

如果線路只有一個分支點，那么信號就會被多個分支點分為無數股，如果線路存在故障，那么到達故障點的信號唯一。信號在遇到故障后會返回，在這一過程中，如果信號遇到分支點節點會繼續反射或折射，在兩次反射后，信號會逐漸衰減，最終回到檢測點的信號僅為一股。經過多支點的信號，其衰減情況會更加明顯，經過分支太多，會加大信號辨識的難度。同時，行波在傳輸階段，還會受到各種因素的影響，比如：電容、電感和阻抗，其強度同樣會減弱，再加上變壓器應用，使波形發生了異化。由此得知，如何對這些減弱和異化的波形進行使用，并從中獲取有用的信息，是準確定位線路故障的重中之重[3]。

2.2.2 線路拓撲特征波概念

通過上述分析可知，波形會在傳輸過程中不斷衰減和變形，這對于波形的使用，提出了更加嚴格的要求，出于利用波形信息的考慮，研究人員根據行波只會被阻抗不連續點發射或折射的特點，認為阻抗不連續點是錄波波形的主要特征點。在此基礎上，線路拓撲特征概念被提出。所謂的特征波是指由線路末端返回到前端全部線路中經由阻抗不連續點返回的波形，這里所說的阻抗不連續點可能會位于線路的不同位置和不同點，其中就包括線路故障點。如果線路分支較少，且距離較遠時，與這些特征點相對應的特征波，就會在錄波中產生的明顯的波形形式，其主要形式大致分為兩種：一種是波峰;另一種是波谷。二者產生的條件不同，波峰的產生條件為傳播后方阻抗小于傳播前方阻抗，此時返回的行波為正向特征波，也就是所謂的波峰，與之相反，就會產生波谷。通過特征波，可以對配電線路中的阻抗不連續點加以明確，從而得到線路的拓撲結構。

2.2.3 應用范圍

這種行波故障定位方法，雖然應用效果良好，但只能適用于接地過渡電阻較小且線路均勻的線路。并且只能對單相接地故障進行準確定位。

在科學技術高速發展的今天，大數據技術、信息技術和網絡技術被廣泛應用于各個領域，使社會生產力大大提升，同時也促進了國家現代化發展，將其應用于配電線路故障定位之中，亦可取得良好的效果。

監控系統由多個部分組成，分比為計算機、信號接收裝置、該應裝置和軟件控制程序。應用監控系統，可以從計算機中觀察配電線路的運行狀態，而信號接收裝置在接收故障信號后，就可以利用系統內置軟件，分析故障信號的類型，并向工作人員發出警報，提醒其及時檢查和維修，避免故障進一步惡化。

在故障線路中應用監控系統，有助于提升故障定位的精準性。其應用原理為：在配電線路發生故障后，計算機會分析與線路故障存在關聯的數據，并在此基礎上，對線路是否出現接地故障進行判斷。在接地故障發生后，電路電流會激增，而監控系統可以對電流變化進行監測，并快速定位故障點，一旦發現故障，就會自動切斷故障線路，促使線路中的電流在短時內下降，同時反饋線路當前的信息。由此可見，在配電線路中應用監控系統，有助于提高線路故障定位的效率，并保證系統和工作人員的安全。

3? 結語

綜上所述，如何高效且準確地定位故障，已經成為檢修線路故障，保證供電穩定性的重要舉措。鑒于此，該文對經驗定位法、分段檢測方法、注入行波信號檢測故障距離、故障分支判斷法、實時故障定位系統等故障定位方法進行分析，認為這些方法各具優缺點，電力企業應根據實際，選擇合適的故障定位方法。

參考文獻

[1] 張寧，肖志恒.10kV配電線路雷擊故障定位研究[J].大眾用電，2019，34（9）：26-27.

[2] 郭傳亮.配電線路故障定位技術及其在10kV電網中的運用初探[J].電子世界，2019（3）：168，170.

[3] 朱明嚴.基于大數據配電線路故障定位指示器的研究與應用[J].通訊世界，2018，25（12）：155-156.