配电线路故障定位的实用方法研究

崔本涛

摘  要：为满足社会用电需求，我国建设了大量的电力工程，配电线路作为电力系统的重要组成部分，其安全受到了电力企业的高度关注。该文首先分析传统线路故障定位技术，在此基础上，对经验定位法、分段检测法、故障分支判断法、注入行波信号检测故障距离和实时定位故障系统等使用方法进行探究，希望对促进电力事业的发展有所帮助。

关键词：配电线路  故障定位  实用方法  经验定位法  分段检测法

中图分类号：TM72    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）04（a）-0023-02

配电线路在电力系统中起着十分关键的作用，关系到供电的稳定性，一旦其发生故障，就会对人们的用电质量造成影响，从而降低人们的生活质量，阻碍社会经济的发展。鉴于此，如何对配电线路故障进行准确定位，并及时解决故障，成为了电力企业需要考虑的问题。

1  传统故障定位检测技术

1.1 经验定位法

在定位配电线路故障时，由一部分经验丰富的工作人员，结合配电线路的运行情况，在分析和判断线路故障的基础上，对可疑故障点进行检查就是所谓的经验定位法，这种方法在传统模式下较为常用。但该线路故障定位方法要求工作人员必须具备较高的专业技术水平和判断能力，与此同时，还会耗费大量的人力和物力收集有关资料，以此来确保故障定位的精准性。此外，这种对人工依赖较强的定位方法，只能对故障大体范围进行明确，却无法精准定位到某个点，通常情况下，只适用于一个较小的范围，如果线路所在地地质条件和天气条件复杂，则难以发挥出效果，由于定位效果较差，很容易导致故障恶化，继而产生更加严重的后果。

1.2 分段检测方法

对一个区域范围内的电路进行分段，然后采取闭合和断开等操作，对线路进行处理，实现线路故障定位的目的。但就应用情况而言，该方法并不能及时且准确地定位故障。与此同时，在实际工作过程中，如果光照较强，配电线路接地故障很容易被忽略，安全事故发生的概率会随之增加。

2  配电线路故障定位方法分析

新时期以来，社会供电需求逐渐增加，为保证供电稳定性，对配电线路进行检修和故障排查十分关键，而故障定位作为重要的一环，关系到配电线路的质量。接下来，该文对几种目前实用的故障定位方法进行阐述。

2.1 注入行波信号检测故障距离

正确选线是精确故障定位的前提条件。相关领域在多年研究后，研发出一种小电流接地选线技术，且取得了良好的应用效果，据查阅资料得知，应用这种方法进行选线，其正确率达到了96%左右。为精准定位线路故障创造了有利的条件。

这种实用性配电线路故障定位方法的原理为：在已知波速的前提条件下，对行波从故障点传播到检测点的时间差进行明确，然后与通过波速对比，获得故障距离。简言之，就是在被检测线路的初始端，同时注入两种类型的测量信号，一种是注入信号;另一种为返回信号，同时将注入信号的时间记录为0，那么故障点返回信号的波头，其到达起始点时间的一半就是行波由故障点到检测点的时间，可以由以下公式进行表示：S=△t/2·v[1]。

在实际应用过程中，工作人员需要在离线阶段对三相的开路波形进行准确记录，究其原因，主要是三相虽然拥有相同的网络拓扑结构，但却无法保持绝对平衡，尤其是具有传输通信功能的B相，其波形较为特殊。在配电线路出现故障之后，对行波注入后的三相波形进行记录，然后与其他相的波形对比，对比出波形存在的差别即可，如果存在差异，则表明检测相为故障相。之后，需要提取故障相的开路波形和短路波形，并使前者减去后者，同时采取滤波处理措施，在此基础上获得两波形的差异点，找出与之相对应的时刻，利用上述公式计算故障距离[2]。

2.2 故障分支判断法

2.2.1 在配电线路中注入行为的传输变化

配电线路与普通输电线路相比，其电压和供电半径较小，且分支较多。为此准确定位线路故障，需要分析配电线路分支中行波的传输过程。行波在配电线路运行过程中，如果遇到阻抗不连续点，则会进行反射或折射。如果传播后方阻抗小于前方波阻抗时，则会向同向行波返回，否则会返回到反向行波。在供电网络中，阻抗不匹配点由3个部分组成：开路点、分支点、短路点，与这些点相匹配的行波为同向行波和负向行波。

如果线路只有一个分支点，那么信号就会被多个分支点分为无数股，如果线路存在故障，那么到达故障点的信号唯一。信号在遇到故障后会返回，在这一过程中，如果信号遇到分支点节点会继续反射或折射，在两次反射后，信号会逐渐衰减，最终回到检测点的信号仅为一股。经过多支点的信号，其衰减情况会更加明显，经过分支太多，会加大信号辨识的难度。同时，行波在传输阶段，还会受到各种因素的影响，比如：電容、电感和阻抗，其强度同样会减弱，再加上变压器应用，使波形发生了异化。由此得知，如何对这些减弱和异化的波形进行使用，并从中获取有用的信息，是准确定位线路故障的重中之重[3]。

2.2.2 线路拓扑特征波概念

通过上述分析可知，波形会在传输过程中不断衰减和变形，这对于波形的使用，提出了更加严格的要求，出于利用波形信息的考虑，研究人员根据行波只会被阻抗不连续点发射或折射的特点，认为阻抗不连续点是录波波形的主要特征点。在此基础上，线路拓扑特征概念被提出。所谓的特征波是指由线路末端返回到前端全部线路中经由阻抗不连续点返回的波形，这里所说的阻抗不连续点可能会位于线路的不同位置和不同点，其中就包括线路故障点。如果线路分支较少，且距离较远时，与这些特征点相对应的特征波，就会在录波中产生的明显的波形形式，其主要形式大致分为两种：一种是波峰;另一种是波谷。二者产生的条件不同，波峰的产生条件为传播后方阻抗小于传播前方阻抗，此时返回的行波为正向特征波，也就是所谓的波峰，与之相反，就会产生波谷。通过特征波，可以对配电线路中的阻抗不连续点加以明确，从而得到线路的拓扑结构。

2.2.3 应用范围

这种行波故障定位方法，虽然应用效果良好，但只能适用于接地过渡电阻较小且线路均匀的线路。并且只能对单相接地故障进行准确定位。

在科学技术高速发展的今天，大数据技术、信息技术和网络技术被广泛应用于各个领域，使社会生产力大大提升，同时也促进了国家现代化发展，将其应用于配电线路故障定位之中，亦可取得良好的效果。

监控系统由多个部分组成，分比为计算机、信号接收装置、该应装置和软件控制程序。应用监控系统，可以从计算机中观察配电线路的运行状态，而信号接收装置在接收故障信号后，就可以利用系统内置软件，分析故障信号的类型，并向工作人员发出警报，提醒其及时检查和维修，避免故障进一步恶化。

在故障线路中应用监控系统，有助于提升故障定位的精准性。其应用原理为：在配电线路发生故障后，计算机会分析与线路故障存在关联的数据，并在此基础上，对线路是否出现接地故障进行判断。在接地故障发生后，电路电流会激增，而监控系统可以对电流变化进行监测，并快速定位故障点，一旦发现故障，就会自动切断故障线路，促使线路中的电流在短时内下降，同时反馈线路当前的信息。由此可见，在配电线路中应用监控系统，有助于提高线路故障定位的效率，并保证系统和工作人员的安全。

3  结语

综上所述，如何高效且准确地定位故障，已经成为检修线路故障，保证供电稳定性的重要举措。鉴于此，该文对经验定位法、分段检测方法、注入行波信号检测故障距离、故障分支判断法、实时故障定位系统等故障定位方法进行分析，认为这些方法各具优缺点，电力企业应根据实际，选择合适的故障定位方法。

参考文献

[1] 张宁，肖志恒.10kV配电线路雷击故障定位研究[J].大众用电，2019，34（9）：26-27.

[2] 郭传亮.配电线路故障定位技术及其在10kV电网中的运用初探[J].电子世界，2019（3）：168，170.

[3] 朱明严.基于大数据配电线路故障定位指示器的研究与应用[J].通讯世界，2018，25（12）：155-156.