配電線路在線故障識別與診斷技術分析

高文廣 國網山東省電力公司莒縣供電公司

一、配電線路的故障特征識別介紹

（一）高阻抗故障特征

當配電線路與周邊建筑物等電阻相對較大的物體觸碰，抑或是配電線路終點且觸碰到了高電阻的地面，則通常會引發高阻抗故障問題的產生。其檢測難度核心包括：短路電流相對較小，無法被過電流防護裝置進行有效檢測；非多相高阻抗故障電壓幾近恒定，如此三相電壓仍然保持對稱；電流的改變率相對較低，較難被有效地檢測；盡管有高頻分量的產生，不過與接觸不平穩所產生的高頻分量區別性相對較低，不容易被判別。高阻抗故障數據的收集難度較高，倘若被忽略便會讓故障區域持續擴張，甚至會引發較為嚴重的突發事故。

（二）接地故障特征

配電線路的接地故障特征核心所探究的便是非多相接地故障，此種故障的檢測難度同時也是最高的。其檢測難度核心包括：配線線路的接線方式與穩態特征區別，同時故障產生后穩態特征所產生的參數數值較低，大概率會受到外部環境的影響，無法收集有價值的數據資料；配電線路非多相故障的暫態過程具有系統化的特征，其通常包括著諸多復雜化的故障數據，收集難度相對較高。配線線路非多相故障大概率會引發較為突出的線路故障問題。

（三）間歇性故障特征

配電線路的間歇性故障核心是由于配電線路產生了間歇性的放電，通常也大概率會伴有閃絡情況。其檢測工作開展的難度核心包括：間歇性故障持續的周期往往具有很大不確定性，最短僅幾毫秒/較長則會多達數天，這也直接造成了不能有針對性的開展跟蹤判別；故障持續周期相對較短，如此電弧無法有效熄滅，倘若長此以往則大概率會產生永久性故障。

（四）季節性故障特征

配電線路的故障往往也會受到時節的影響，特別是在夏季來臨時很多區域的降雨量會顯著提升，特別是會伴有雷電，這無疑也極大增進了配電線路產生故障問題的概率。尤其是在大風天氣環境下，架空電力線路的導線往往會在風力影響下產生短路的情況，從而引發導線被熔斷的問題產生，被熔斷的導線時常會貼合到某些設施之上，這通常也會導致線路跳閘事故的發生，也在很大程度上影響著配電線路電力能源的平穩化傳輸。同時在雨水天氣下電桿也極易在雨水沖擊下產生坍塌情況，特別是在雷陣雨經常出現的區域，電力線路遭遇雷擊的概率也相對較高，被雷擊后的電力線路絕緣層會受到極大的損壞，從而引發電力線路中斷亦或變電器嚴重損壞等故障問題產生，從而讓配電線路不能平穩化運作。

二、配電線路故障排除的方法

（一）被動定位法

被動定位法通常情況下具有三種方式，分別為阻抗法、區段查找法以及行波法。在診斷配電線路在線故障時具有較高準確性的方法是行波法，但是所需要的時間也較長，沒有辦法快速地檢測出故障，因此這種方法的適用范圍較窄，這種方法的使用需要考慮實際情況。所謂區段查找法就是使用配電網中的一些自動化設備，對配電線路中的各個區段實施被動定位，進而查出發生故障的區段。該方法在極大程度縮小搜查范圍的同時，也提高了故障排查的準確率，進而縮短時間，極大程度地減少了人力、物力、財力的浪費。與前兩種方法相比，阻抗法最大的優點就是成本比較低，所需要的投入資金很少，但是阻抗法在實際的應用過程中會受到路徑阻抗、線路符合的制約、電源的限制等影響，很難充分發揮診斷作用。

（二）主動定位法

主動定位法主要由S注入法、交直流綜合注入法、中性點脈寬注入法三種方法組成。S注入法是利用發射信號來定位以及追蹤配電線路中的故障發生的位置，基于此種運作模式，S注入法在排查故障時具有較高的精準度，不過在配電線路的在線定位等方面，此種方式不能發揮任何作用。交直流綜合注入法具有很多缺陷，而且工作效率十分低下，當配電線路在線故障發生時，如果使用交直流綜合注入法，應當充分考慮這種方法具有的風險。這種方法的缺點就是使用的時間較長，短時間內無法準確定位故障發生的區段，而且對人力、財力和物力有一定程度的消耗。相比前兩種方法，中性點脈寬注入法的優點非常突出，該檢測方法幾乎不受外界環境的干擾，可以說沒有任何的缺陷，能夠在短時間內定位出故障發生的位置，時效性、可靠性以及穩定性都較高。

（三）監測定位法

監測定位法是指在配電線路的在線運行工作過程中，對容易發生故障的關鍵部分進行及時檢測以及合理配電，利用這種方法在發生故障時，維修人員能夠及時排查和維護，極大地方便維護工作。監測定位法的關鍵就是對所有的運行參數進行全方位監測配電線路。比如，如果故障出現在正在運行的電路中，監測裝置會迅速發出持續不斷的警報聲，相關工作人員在聽到警報后能夠火速趕往現場，準確判斷故障所發生的位置，進而分析總結出故障發生的原因，接著用最快速度把故障處理掉，進而實驗在最短的時間內排除故障恢復供電。監測定位法對故障的診斷效果非好，但是其造價高、安裝程序煩瑣、對技術要求過高的特點使得這種方法在實施上難度很大，具有一定的局限性。

（四）智能定位法

所謂智能定位法就是根據線路故障的投訴信息，進行徹底的推理和分析，進而診斷出故障所發生的位置。與一般的輸電線路相比，配電線路的分支較多。其診斷原理是通過將神經網絡法和SVM法相結合，來實現對在線故障發生地點的精準定位。比如，當單相接地故障出現時，維修人員可以利用線性可分數據獨特的識別性，采用拉開故障線路的方式，快速準確的對發生故障的地點進行定位。這種診斷方法的效果較為良好，診斷時間也很短，但是依據現有的科學技術無法滿足這一需求，還需要工作人員的進一步研究才能達到這一目的。

三、結束語

對于配電線路而言，屬于整個配電系統當中非常重要的組成環節，要想做好配電線路的故障診斷工作，要對診斷工作系統進行合理設計和使用，有效發揮出配電線路故障診斷系統的工作優勢，提高故障問題的識別效率和準確度，以此來防止配電線路故障問題所產生的嚴重影響，提高配電線路的供電安全性和穩定性。