配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法研究

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)越來(lái)越重要。配電線路在整個(gè)電力系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，做好配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法，有利于及時(shí)有效的處理和控制故障。

關(guān)鍵詞：配電線路；在線故障識(shí)別；診斷

引言

配電線路容易受到外界環(huán)境因素的影響，比如雷擊、樹障等，導(dǎo)致配電線路在電能運(yùn)輸過(guò)程中異常停止，從而給人們的日常生活帶來(lái)困擾。因此，必須及時(shí)處理配電線路的電能運(yùn)輸故障，保證人們生活能夠正常進(jìn)行，最大限度的降低停電給人們帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)階段的故障診斷技術(shù)主要指利用現(xiàn)有的自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)線路中實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)收集配網(wǎng)線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確把握相關(guān)因素，并通過(guò)科學(xué)有效的統(tǒng)計(jì)方式進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的故障。

1配電線路在線故障識(shí)別分析

1.1識(shí)別配電系統(tǒng)中的高阻故障

當(dāng)架空線路出現(xiàn)斷裂時(shí)，接觸到較高阻抗的地面或者周圍的物體，就會(huì)導(dǎo)致高阻故障。比如說(shuō)，架空線有可能會(huì)與周圍的建筑物或者與其距離較近的樹木之間發(fā)展接觸，出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。或者，在路面的碎石以及瀝青或沙礫在受到閃電以及雷擊的作用下，就易發(fā)生高阻故障。

當(dāng)高阻故障情況發(fā)生時(shí)，電流水平要低于由于直接短路接地引起的電流水平，而水平較低的電流水平給配電線路的在線故障識(shí)別增加了很大的難度，采用傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)方法是無(wú)法檢測(cè)出這類高阻故障的。因此，當(dāng)此類高阻故障發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致配電系統(tǒng)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的電力故障，很有可能導(dǎo)致觸電現(xiàn)象和火災(zāi)的發(fā)生。

1.2識(shí)別間歇性故障

當(dāng)線路產(chǎn)生間歇性放電，并有瞬時(shí)性以及重復(fù)性的孤光出現(xiàn)時(shí)，就是發(fā)生了間歇性故障。但是，間歇性故障發(fā)生并無(wú)規(guī)律可循，發(fā)生故障的間隔時(shí)間有可能是幾秒，有可能是幾天，具有較大的隨意性。

當(dāng)配電線路發(fā)生間歇性故障時(shí)，電力公司的工作人員要及時(shí)查找該故障發(fā)生的具體原因，查明原因后，立即采取針對(duì)性的維修和保護(hù)措施。如果電力工作人員沒(méi)有在第一時(shí)間查找到引發(fā)間歇性故障的因素，缺乏對(duì)該故障的維護(hù)，將對(duì)在極大程度上阻礙配電線路的正常運(yùn)行，給國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的損失，給人們的正常生活帶來(lái)極大的不便。

1.3單相接地故障

當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不會(huì)立即導(dǎo)致跳閘的發(fā)生，所以對(duì)其進(jìn)行查找會(huì)有較大的難度。特別是當(dāng)單相接地故障發(fā)生在用戶側(cè)時(shí)，更會(huì)導(dǎo)致在對(duì)故障判斷時(shí)缺乏明顯的標(biāo)志。同樣在白天發(fā)生單相接地故障時(shí)，判斷也具有較大的難度。但一旦單相接地故障發(fā)生在夜間，由于會(huì)有打火產(chǎn)生，所以在巡視過(guò)程中往往更容易對(duì)這類故障進(jìn)行判斷。（2）金屬性接地。金屬性接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于完全接地故障，主要發(fā)生在饋電線路上。金屬性接地故障發(fā)生的主要原因是因?yàn)樵谂潆娋€路中，某一段電線或者是電源側(cè)斷線發(fā)生故障，導(dǎo)致電線直接與地面接觸，發(fā)生故障。一旦發(fā)生金屬性接地故障，出現(xiàn)故障位置的相電壓會(huì)瞬間變?yōu)榱?，而沒(méi)有出現(xiàn)故障位置的相電壓，則會(huì)轉(zhuǎn)換成為線電壓，該現(xiàn)象不僅是金屬性接地故障發(fā)生的主要表現(xiàn)，同時(shí)也是金屬性接地故障診斷的主要憑借之一。（2）非金屬性接地。非金屬性接地故障在配電線路的單相接地故障中屬于不完全接地故障，主要發(fā)生位置也位于饋電線路上。與金屬性接地故障不同，非金屬性故障發(fā)生的主要原因，不是因?yàn)榕潆娋€和電源側(cè)斷線接地，而是因?yàn)榕潆娋€路上出現(xiàn)放射電弧，通過(guò)電弧接地或者高電阻接地，發(fā)生故障，因此，非金屬性故障的發(fā)生，會(huì)時(shí)常與間歇性故障伴生。在發(fā)生非金屬性接地時(shí)，發(fā)生故障位置相電壓雖然不會(huì)變成零，但也會(huì)明顯下降，低于相電壓，而沒(méi)有出現(xiàn)故障位置相電壓也會(huì)升高，不過(guò)無(wú)法達(dá)到線電壓水平。

2配電線路在線故障診斷方法分析

2.1低壓脈沖行波法

低壓脈沖行波法是一種較為先進(jìn)的新型檢測(cè)技術(shù)，利用該技術(shù)能夠?qū)Υ蟛糠峙潆娋€路運(yùn)行故障進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)成效較高，當(dāng)前已經(jīng)逐漸得到普及應(yīng)用。在利用低壓脈沖行波法對(duì)配電線路故障進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，需要先在被測(cè)電纜中輸入脈沖電壓。如果配電線路存在故障，就會(huì)存在故障點(diǎn)，而當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)之后，由于阻抗不符，就會(huì)產(chǎn)生一低壓反向脈沖，并由測(cè)試儀器撲捉到。在此過(guò)程中，脈沖從發(fā)出到接受會(huì)出現(xiàn)時(shí)間差，通過(guò)該時(shí)間差，就能夠計(jì)算出故障點(diǎn)距離，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行有效診斷。在利用低壓脈沖行波法對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，通常會(huì)通過(guò)對(duì)反向脈沖的極性進(jìn)行分辨，進(jìn)而對(duì)故障類型進(jìn)行判斷。

2.2 直閃行波法

在對(duì)間歇性故障進(jìn)行診斷的過(guò)程中，直閃行波法是最為有效的一種診斷方式。在利用直閃行波法對(duì)間歇性故障進(jìn)行診斷的過(guò)程中，需要利用測(cè)試高壓發(fā)生器以及電纜故障測(cè)距儀進(jìn)行配合，并對(duì)直閃行波法原理進(jìn)行合理利用，進(jìn)行才能夠?qū)ε潆娋€路間歇性故障進(jìn)行有效判斷。

2.3監(jiān)測(cè)定位

安裝探測(cè)器在配電線路的重要分支點(diǎn)以及頻繁發(fā)生故障的區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)對(duì)零序電力的定位故障點(diǎn)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)測(cè)。利用對(duì)電力線路參數(shù)是否異常進(jìn)行檢查，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)生故障點(diǎn)的方位進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷。但是，大量檢查裝置的安裝，在技術(shù)以及成本上都有較大的困難以及消耗，在以后對(duì)其維修中，也同時(shí)是一項(xiàng)較大的工程。

2.4被動(dòng)式定位

應(yīng)用配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備對(duì)每個(gè)線路的電氣信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便對(duì)故障發(fā)生的區(qū)域做出準(zhǔn)確的判斷就是利用了區(qū)段查找法。利用此方法，可以對(duì)故障發(fā)生的區(qū)段進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷，使以往盲目搜索故障的范圍有效縮小了，同時(shí)也減少了查找故障的時(shí)間，使工作人員能夠更快的排除故障。同時(shí)受到路徑阻抗、電源以及線路負(fù)荷影響的就是阻抗法，但是較其他方案相比，在投入資金上有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，能夠有效減少國(guó)家財(cái)政支出。在監(jiān)測(cè)故障時(shí)有較高的準(zhǔn)確性的方法就是行波法，但是此方案卻無(wú)法有效掌控故障的準(zhǔn)確性。

2.5主動(dòng)式定位

主動(dòng)式定位方法主要包括以下三種具體方式S注入法、中性點(diǎn)脈寬注入法、交直流綜合注入法。S注入法的運(yùn)作模式是通過(guò)發(fā)射信號(hào)對(duì)配電線路的故障點(diǎn)進(jìn)行追蹤和定位，因此，在這方面，S注入法查找配電網(wǎng)中故障的精確度相當(dāng)高，然而，這種方法對(duì)于配電線路的在線定位無(wú)法發(fā)揮作用。而對(duì)于中性點(diǎn)脈寬注入法這種電網(wǎng)故障檢測(cè)方法，其不受各種條件的制約和限制，自身也沒(méi)有缺陷，因此，采用中性點(diǎn)脈寬注入法可以高效地檢測(cè)出配電網(wǎng)中的故障，具有安全性和可靠性。相對(duì)于中性點(diǎn)脈寬注入法這種電網(wǎng)故障檢測(cè)方法而言，交直流綜合注入法則是一種缺陷比較多而且效率十分低的電力故障檢測(cè)方法。當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障時(shí)，采用交直流綜合注入法進(jìn)行檢測(cè)要承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且這種方法消耗的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且所需的人力、物力和財(cái)力也比較多，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)確定故障發(fā)生的位置。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前，對(duì)配電線路運(yùn)行故障進(jìn)行在線診斷的技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，并且診斷效率越來(lái)越高，檢修人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，以此來(lái)確保配電線路故障的診斷效率，進(jìn)而確保整個(gè)配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。，因此，在對(duì)配電線路運(yùn)行情況進(jìn)行管理的過(guò)程中，一定要對(duì)其發(fā)生故障進(jìn)行嚴(yán)格控制，及時(shí)診斷，及時(shí)處理，降低影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]周封，王亞丹.10kV配電線路單相接地故障分析與故障查找[J].科技信息，2010（6）.

[2]張尚文.配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法研究[J].大科技，2014（19）.

[3]賀春茂.配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法的研究[J].硅谷，2014（22）.

[4]張虎.模型診斷在配電線路故障診斷中的應(yīng)用分析[J].電氣技術(shù)，2012（8）.