供电企业故障测距和过负荷能力问题研究

周爱明（大秦铁路股份有限公司太原供电段，山西太原 030013）



供电企业故障测距和过负荷能力问题研究

周爱明
（大秦铁路股份有限公司太原供电段，山西太原 030013）

【摘要】电力电缆获得越来越广泛的应用，但电力电缆故障测距仍然缺少有效的方法，为此，对现有电缆故障测距方法的原理和方法进行研究和比较，侧重比较了行波测距法与阻抗测距法的优缺点，最后得出结论：在电力电缆故障测距中，行波测距法优于阻抗测距法，并对行波法今后发展的方向提出一些设想。

【关键词】电力电缆 故障测距 过负荷能力

供电企业故障测距和过负荷能力问题的研究，对于供电企业发展来说，有着十分重要的影响。在对该问题研究过程中，本文主要以大秦股份有限公司太原供电段关于故障测距及过负荷能力问题展开了相关探究，具体内容如下：

1 故障测距问题

目前来看，大秦股份有限公司太原供电段在进行故障测距过程中，涉及到的测距方法主要有行波法和阻抗法两种。

（1） 行波测距法：行波故障测距方法在应用过程中，可以从上个世纪50年代的发展情况对这一问题进行追溯，在进行故障测距时，通过对电压和电流行波在电路线路上的传播速度，对故障进行分析。一般来说，行波故障测距法主要是对测量点到故障点往返一次的时间进行测量，从而对故障距离进行测定。在利用行波测距法过程中，对行波信号获得上，又存在一定的不同。国外在对该问题研究时，利用电压行波信号方法。但是该信号在获得时较为不易，限制了这种方法的应用。大秦股份有限公司太原供电段采取了电流行波信号的测距方法，该方法在应用过程中，具有较好的效果，能够对故障距离进行有效测量，更好地对问题进行解决。

（2） 阻抗测距法：阻抗测距法在应用过程中，主要针对于故障电流、电压的函数进行分析，利用线路单距或是双距电压，能够对故障方位进行有效推导，从而对故障进行定位。一般来说，现阶段阻抗测距法在应用于故障测距过程中，主要有以下两种方法：一是根据电弧呈现出的电阻性，利用分参数线路理论对沿线路各点的电压和电流进行有效计算，利用故障定位方程，对电流信息进行计算，确定故障信息；二是利用线路的长线方程，对两端故障点进行计算，之后对故障时沿线电压的分布规律进行有效把握，这样一来，对故障点位置就可以进行有效确定。

（3） 其他方法：除上述行波测距法和阻抗测距法之外，国外还有学者提出利用分布式光纤温度传感器监测电缆沿线的温度变化情况来进行故障定位的方法。根据专家对电缆发展趋势的预测，未来所有的电缆都可能配备适当的光纤系统，该光纤系统或者包含在电缆内部或者紧紧环绕电缆。因此利用光纤温度传感器来实现电缆故障测距的方法前景光明。关于在线和离线测距的问题。目前大部分电缆故障测距方法主要为离线进行，但在线故障测距方法也已出现，其出发点是将环形线路开路或在线路末端设置开路点，利用故障时产生的浪涌电压或电流在开路点发生正的或负的全反射，通过设于开路点附近的传感器得到脉冲信号，然后测出其脉冲间隔时间实现测距。在线测距在实际应用中并未得到推广，其原因在于电缆线路在检修与维护方面的特殊性，而且在线方法相对于离线方法并无明显优势。在电缆故障测距方法上，离线与在线测距方法将会长期并存，但从长远来看，在线测距才是未来的发展方向。

2 过负荷能力问题

在进行过负荷能力问题分析过程中，大秦股份有限公司太原供电段通常从以下几个方面对这一问题进行分析：

（1） 过负荷跳闸的判断：在进行过负荷问题处置过程中，过负荷跳闸问题是一个常见问题，对这一问题的有效解决，对于保证整体供电稳定性来说，具有十分重要的影响。在运行过程中，由于一部分过负荷会造成接触网停电，导致负荷跳闸。为了避免这一问题，需要立即进行闭合跳闸操作，保证断路器能够恢复正常工作。同时，在过负荷跳闸操作过程中，还存在一行接触网停电的跳闸，在对这一问题处理工程中，需要从断路器动作特征进行判断，并对负荷与高阻接地或是断续接地情况进行分析，并对故障进行有效解决。

（2） 其他因素引起的过负荷能力问题：对供电情况进行有效了解，对供电高峰期情况进行把握，并加强对过负荷线路进行有效地监控，一旦出现过负荷问题，应立即予以处理。同时，在雷雨天气情况下，出现的雷击跳闸情况，也是引起过负荷现象存在的主要原因。这样一来，在对实际问题解决过程中，要注重加强防雷，对接触网进行实时巡视。除此之外，在面对大风天气过程中，由于大风容易造成断续接地跳闸的情况，需要对过负荷能力故障问题进行有效排查，并对过负荷能力故障进行有效地记录，保证日后在对同一故障处理和分析时，提供有效的依据。

（3） 变压器的事故过负荷能力：电力系统中发生事故时，由于系统中的负荷重新分配，将有可能出现部分变压器的负荷严重超过额定值或过负荷持续较长时间的情况。这时，为了向电力用户输送不间断的电力，变压器的绝缘寿命可能会有一个不长时间的加速损耗，但只要不导致变压器的故障，这种“加速损耗”是值得的。变压器的事故过负荷会牺牲绝缘的部分“正常寿命”，不能作为变压器的正常过负荷能力。

3 结语

在日本、美国等一些发达国家，电缆线路故障测距是一个很重要的研究领域，但是，在国内，与架空线路相比，电缆故障测距的重视程度和投入力度都远远不够，这与电缆线路在城市供电中的重要地位是不相称的。本文不仅仅限于对电缆故障测距方法的研究，还希望国内各供电企业和研究人员对电缆故障测距这个研究领域有足够的重视，开阔视野，拓宽思路。在电力电缆的故障测距中，行波测距法确实优越阻抗测距法，相信随着在线故障测距的开发利用，对电力电缆中行波产生与传播特性研究的深入，行波测距法越来越显示其优越性和应用前景。

参考文献：

［1］杨光源，李兴源，冯明，李宽.换流变压器过负荷能力计算方法研究［J］.变压器，2015，03：16-20.

［2］周道军.发电机保护与定子过负荷能力配合分析［J］.电工电气，2015，10：24-28.