配电线路在线故障识别与诊断方法分析

彭家颖

摘 要：近年来，人们用电需求呈持续上升趋势，这给国家电力产业的发展带来了巨大的压力与挑战。在整个配电系统中，配电线路是将供电厂与广大电力终端用户紧密联系起来的纽带与桥梁，在配电系统中占有至关重要的地位。对配电线路在线故障进行有效的识别与诊断，可以确保配电系统持续正常运行。从配电线路在线故障角度出发，文章主要探讨了配电线路在线故障的识别与诊断方法，以及对配电线路在线故障识别与诊断系统进行了相关分析与论述。

关键词：配电线路；在线故障；识别诊断；方法

前言

配电线路运行的质量与效率是国家电网得以安全运行的重要保障。然而，由于终端用户数量的越来越多，不仅给整个配电系统造成了巨大的压力，而且各种因素的干扰使得配电线路极易发生在线故障，从而严重影响配电系统的供电安全性与可靠性。在线运行是配电线路最脆弱的时刻，此时一旦发生故障将很可能进一步造成严重的后果，甚至会导致整个配电系统崩溃，从而对人们的生命财产安全造成威胁。因此，必须采用有效的方法对配电线路的在线故障进行识别与诊断。

1 配电线路在线故障的识别

1.1 单相接地故障的识别

单相接地故障分为金属接地故障和非金属接地故障，金属接地故障在配电线路的单相接地故障中属于一种完全接地故障。其发生的主要原因是配电线路某一段电线或某一电源侧断线发生故障，使得电线与地面发生直接接触。这种故障多发生于馈电线路上。当金属接地故障发生时，其发生位置的相电压会瞬间变为0，而其余位置的相电压则转换为线电压。它的这一特性既是金属接地故障发生的主要表现，也是维修人员进行识别的关键。

非金属接地故障在配电线路的单相接地故障中属于不完全接地故障，发生位置与金属接地故障相同，发生的主要原因是配电线路上出现放射电弧，电线通过放射电弧与地面发生间接接触。在非金属故障发生过程中时常会伴有间歇性故障，且故障发生位置的相电压会明显下降，而没有发生故障位置的相电压也会有所上升。通过这一特性可以实现对非金属接地故障的有效识别[1]。

1.2 高阻故障的识别

高阻故障主要发生于架空线路出现断裂，使地面或周围事物接触到较高阻抗的情况之下。如果架空线路发生断裂，则很可能与附近的物体发生接触，这就会造成配电线路发生短路现象，从而产生高阻故障。另外，在路面碎石、砂砾等受到雷击作用时，也有可能发生高阻故障。当发生高阻故障时，其产生的电流会低于平常直接接地发生短路情况下的电流。传统的过电流保护法在今天的配电线路在线故障检测中，已难以满足准确检测出高阻故障发生位置的要求。如果高阻故障的出现没有得到及时的处理，就会导致整个配电系统无法继续正常运转，甚至会造成火灾事故。所以，根据它的特性借助现代化工具与技术可以对高阻故障进行有效的识别[2]。

1.3 间歇性故障的识别

当配电线路在运行时出现重复性、瞬时性弧光，并伴随有间歇性放电现象，基本上就可以确定为发生了间歇性故障。这种故障的发生无规律可循，且故障间隔的时间既可能是几秒，也可能是几小时、几天，具有较大的随意性，难以准确诊断。对于间歇性故障的识别，需要专业人士在发现故障的同时及时查明其原因，并迅速做出恰当的维修措施。故障检修人员应对这种故障引起高度的重视，否则必将会对整个配电系统造成严重的影响，为其埋下安全隐患，使配电系统无法正常有序的运行，从而影响人们的正常生产生活。

2 配电线路在线故障的诊断方法

2.1 主动定位诊断方法

主动定位诊断方法是当前配电线路在线故障诊断中最常采用的一种方法，它包括有中性点脉宽注入法、S注入法和交直流综合注入法等。中性点脉宽注入法，具有较高的安全性与可靠性，且诊断精度较高，主要应用于配电线路在线故障的监测；S注入法，诊断具有较高的准确性，主要是利用诊断信号来实现对配电线路在线故障的发生位置进行判断与定位；交直流综合注入法，这种方法目前应用范围较小，主要是因为其在实际诊断过程中存在一定危险性，且诊断效率低下，无法对线路故障发生的种类与发生的具体位置进行及时、准确的判断。

2.2 监测定位诊断方法

所谓监测定位，就是指对配电线路在线运行过程中的关键部位、容易发生和经常发生故障的地点进行实时监测与定位，以确保当故障发生时可以得到及时发现和有效的解决，从而为维修人员创造极大的便利。这种诊断方法主要是对配电线路中的运行参数进行全方位监测，当线路在运行过程中发生故障时，该监测装置就会立刻发出警报，相关维修人员就会立刻赶到故障现场，对故障的位置与产生原因进行精确的诊断，并以最快的速度对故障进行处理，确保在最短的时间内能够恢复正常供电。虽然这种监测定位诊断方法能够产生良好的诊断效果，但其安装程序复杂繁琐，造价较高，对技术性要求也叫高且难以实施，所以對其应用造成了一定的局限[3]。

2.3 智能定位诊断方法

智能定位诊断方法的实现是在线路故障的投诉信息基础之上，运用推理方法来达到对故障进行定位的目的。与输电线路不同，配电线路往往具有较多的分支，当发生单相接地故障时，采取拉开故障线路的方法可以快速精准的定位到故障的发生地点，这主要利用的是线性可分数据所具有的识别性。它通过将神经网络法与SVM方法相结合，从而可以实现对配电线路在线故障发生具体位置的准确判断。该诊断方法具有良好的定位效果，但现有技术还无法完全满足其要求，还需要进行不断的改进、补充与完善[4]。

3 对配电线路在线故障识别与诊断系统的分析

故障状态信号是对配电线路在线故障进行判断的一个重要标准。而配电线路在线故障识别与诊断系统的主要工作就是对故障的状态信号进行检测，具体步骤为测取信号、调理信号、采集实时数据、抽取信号特征、识别信号状态。通过这一系列的步骤，可以实现对配电线路在线故障状态信号的实时准确检测，从而有利于维修人员及时发现与处理故障，保证配电系统的正常安全可靠运行。同时对在线故障进行全面透彻的分析，将采集的有效数据存储到完整性、保密性良好的数据库中，以便日后研究需要所用。

4 结束语

综上所述，配电线路在线故障识别与诊断方法的介绍和系统的分析是本文章研究的主要内容。配电线路在线故障识别与诊断的方法有很多，文章主要分析了单相接地故障、高阻故障、间歇性故障的识别以及主动式定位诊断、智能定位诊断和监测定位诊断方法。通过文章的分析，旨在让更多的人们意识到配电线路在线故障识别、诊断与处理的重要性。随着配电线路在线故障识别与诊断方法研究的不断深入，相信在不久的未来一定会出现更为有效的诊断技术。

参考文献

[1]周廷模.配电线路在线故障识别与诊断方法的研究[J].广东科技，2013，16：90-91.

[2]黄永.配电网线路高阻故障在线识别方法研究[D].重庆大学，2012.

[3]陈明睿，窦文钊.如何识别配电线路故障以及故障诊断的方法[J].黑龙江科技信息，2013，29：44.

[4]唐金锐.电力线路在线巡视监测及故障精确定位的研究[D].华中科技大学，2014.