高压输电线路短路故障早期检测研究

黄小军 李建辉 宁志海 韩强 刘广田

摘要：高压输电线路的出现能够为我们的生活带来非常重要的影响，同时由于高压输电线路本身的方式以及结构，再加上外界因素的影响，会导致高压输电线路出现短路故障，通过分析高压输电线路的短路故障，提出相应的改进措施和检测手段，能够有效提高高压输电线路的工作效率。

关键词：高压输电线路;短路故障;检测

随着社会各界的不断发展，人们对用电提出了更高的要求。高压输电线路的出现，很好地满足了人们的用电需求，并且高压输电线路广泛用于日常生活，为我们的生活带来了很大的便利。但是高压输电线路采用架空线路，因此在实际运行过程中，可能会出现各种线路故障问题，不仅有外界因素的影响，还有一些人为因素的影响，针对这种现象的出现，必须及早对高压输电线路的短路故障进行检测，提出预防措施，才能有效提高高压输电线路的运行效率。

1基于小波变换的早期故障检测理论

1.1短路故障检测现状

在电力系统运行过程中，短路故障是最为常见的一种故障，因此及时检测出电路系统中的短路故障，并采取有效地保护措施具有非常重要的意义。目前针对短路故障检测已经有了相关的技术，并且已经取得了一系列的研究成果。传统的短路故障检测方法，包括电流瞬时值和有效值法来作为短路故障判断依据，由于高壓线路短路故障电流最大值通常发生在故障以后，并且时间较短，因此以此为判断依据速度较慢。以电流变化率来作为短路故障特征，利用短路瞬间电流变化的特点来判断短路故障发生，此方法也需要依靠毫秒来进行判断时间。因此在实际运行过程中，电网电压和功率的异常变化能够有效检测出电网中的短路故障，该方法的应用处理效果较高，采用线路电流波形曲率判断电路故障，利用电流突变进行判断，是电流突变点的波形，其面值较小容易受到外界环境的干扰，因此该判断方法并不可靠。相对于快速操作结构来讲，以上的检测方法检测速度略微缓慢。

1.2小波变换原理

本人所提出的小波变换检测线路短路故障，在高压线路短路故障发生时，由于负荷急剧减小，电流幅值的变化非常明显，因此所获取的信号为小波变换，该信号非常适用于探测故障信号，由于电流变化较快而带来的瞬态反常现象，能够快速获取短路故障特征。利用多分辨率分析的小波变换，可以将信号分解成高频细节分量和低频平滑分量，在分析过程中可能表现出信号的奇特性，因此分析结果非常明了，适合高压线路短路故障检测方法。

针对高压输电线路短路故障的早期检测进行仿真研究，由于小波变换，能够在短时间内检测出信号的突变性，当高压输电线路发生短路时，高压输电信号化发生改变，小波第四尺度的特征会发生明显变化，针对该变化可以来作为主要的短路故障判断以及，然而当高压输电线路出现空载合闸、功率补偿等情况时，可能会导致电流信号发生变化，因此选择合适的故障早期检测方法，能够有效避免高压输电线路的运行故障。

2高压输电线路短路故障分析

2.1自然因素导致的运行故障

自然因素也会引起高压输电线路发生短路故障。例如打雷天气，打雷能够对高压输电线路的正常运行造成严重破坏，主要体现在高压输电线路发生短路故障，出现跳闸或者散落等方面的影响，破坏力非常强，结合我国输电线路统计，各地区高压输电线路因为打雷天气所造成的跳闸现象占到了高压输电线路总跳闸次数的一半以上，尤其是高压输电线路遭遇到雷击天气以后，导致接地电阻数值过高，线路反击而没有办法实现对电阻的分流，导致地线失去了屏蔽作用，因此雷电就会直接绕过导线，导致高压输电线路出现短路故障。另外，由于大部分的高压输电线路长期暴露在外面，遭遇雷击的概率较大，并且对于线路的损坏程度也会最大，雷电释放出的超强电流会进入到变电站的电力系统，导致整个电子设备无法承受强大的电压而发生崩溃，从而对整个高压输电线路的运行造成严重影响。

2.2人为因素导致的运行故障

人为因素对高压电输电线路的短路故障影响，通常是在有意识或者无意识的状态下造成的，尽管现在布置高压输电线，通常是在空旷或者人员稀少的地方进行规划，但是由于高压输电线路的覆盖区域较广，不可避免会接触到人类的生活区域，由于人类的日常生活很有可能造成高压输电线路发生短路故障。

3高压输电线路的检修维护方法

目前代理工作人员经常采用红外线的方式来对高压输电线路进行检测和维修，该方法主要体现在以下几种形式：

（1）相对温差判断法。该方法主要的利用原理是通过两处不同的监测点温度进行对比，相对温度判断法由于没有来自外部条件和内部因素的干扰，因此经常用于判断电流型制热设备的故障问题。

（2）表面温度判断法。这种高压输电线路的检测方法需要提前对目标设备的表面温度进行测量，超出限制范围的温度进行甄别，该方法的应用范围不是特别广泛。

（3）同类比较法。该检修的维护方法，最大特点就是对同一高压输电线路进行检测，并且检测的范围只能是电流制热或者电压问题，通常是由于工作人员在观察和对比两种不同线路运行状况之后，对可能出现的故障进行判断。

（4）热谱图分析法。该检测方法是最为精确的一种检测方法，主要的利用原理是通过电热导致设备进行故障分析时，处于正常运行和非正常运行状态下的热成像图谱，根据热成像图谱能够对设备存在的故障进行判断。

4结束语

综上所述，高压输电线路在实际运行过程中可能会出现一些短路故障，可能是由于自然天气造成，也可能是人为破坏，然而高压输电线路一旦发生故障以后，很有可能会对人们的用电安全造成安全隐患，严重影响了人们的正常生活和工作，因此高压输电线路的安全问题一定要重视，相关部门要做好高压输电线路短路故障的早期检测，确保整个输电线路能够正常运行，为人们创造一个安全便利的生活环境。

参考文献

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