基于架空输电线路跳闸故障智能诊断
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摘要：随着社会的发展，科学技术的发展也有了很大的进步。智能诊断系统一般基于分布式行波监测技术定位方法来实现行波电流传播在线测量，具备测量波前畸变、等效波速减小弧垂所引发的误差现象，相比于电网雷电定位系统在诊断功能方面及定位方面技术优越性更强。通过其实际运行观察结果表明，该智能诊断系统对输电故障的故障区间定位更加精确，能够在防雷分析与架空输电线路故障定性方面发挥关键作用。
关键词：架空输电线路；跳闸故障；智能诊断
引言
当前人们的生活水平有了很大程度的提升，对用电需求及质量也随之提高，所以保障用电的安全稳定就成了电力企业最为重要的一个任务。架空输电线路倘若是出现了问题故障，势必会对整个电路的运行造成威胁，所以保障架空输电线路的安全就有着其必要性。基于此，本文则主要就架空输电线路跳闸故障进行详细化分析，并结合实际探究其故障诊断的策略，希望通过此次理论研究对实际操作起到一定指导作用。
1架空输电线路故障基本概述
架空输电线在外界空中环境暴露，很容易遭受污秽、风雨、覆冰、雷电等各种自然因素的侵袭影响，进而发生跳闸事故。跳闸事故不但会对架空输电线路系统带来严重冲击，也会直接破坏输电线路中的导线和绝缘子等主要附属设施，为系统运行带来巨大的安全隐患。当前在我国，有关架空输电线路的故障原因辨识监测技术还并不成熟，特别是高精确度的定位技术还有待进一步实用化。虽然目前像国内比较常用的线路参数定位技术与行波定位技术能够在一定程度上实现较高水平的软件算法故障定位，但其准确度有限，还不能实现直接故障原因辨识。因此本文就提出基于架空输电线路的故障智能诊断系统，该系统基于无线通讯技术和分布式监测技术来构建全自动准确监测输电线路故障分析方法，可以说它进一步提高了当前架空输电线路的运行维护水平，因为架空输电线路一旦发生故障，该系统就会准确定位故障点，最大限度缩短故障点查找和故障修复的耗时时间，为及时恢复供电提供了有效保障。另外，它也可以准确辨识架空输电线路中所存在的具体故障原因，指导技术人员开展相关的输电线路技术改造行为，对降低线路故障跳闸率也有一定帮助。
2智能诊断系统的故障性质识别基本原理分析
一般来说，架空输电线路的故障性质识别都围绕雷击与非雷击两种故障辨识展开。以雷击故障为例，它还包括反击与绕击两种故障辨识。其中反击故障包括两个过程，它们分别为雷击杆塔分流与绝缘子串击穿，考虑到绝缘子击穿过程前导线中一定会产生与雷电流极性相反的耦合电流，所以此时绝缘子串被击穿以后其导线电流一定与雷电电流的极性相同。再看绕击，绕击的幅值一般都偏大，代表了雷电流直接接入导线，此时导线对地电势会快速升高，绝缘子串也会在此时承受超过冲击闪络电压的超负荷电压，导致架空输电线路瞬间发生闪络故障。在绕击过程中，导线行波电流会流入大量雷电流，但却没有反向电磁耦合电流流入。总体来说，绕击与反击故障都会导致绝缘子出现闪络，瞬间让导线中电流呈现波前波尾部分的陡度增大。相比而言，非雷击故障则多由污秽闪络、鸟闪、冰闪、大风舞动等问题引起，该闪络过程实际上与交流电流变化关系密切，所以相比于雷击故障它的暂态行波电流频率偏低，危害也不如雷击故障大。为了尽可能规避这两种架空输电线路故障，为其建立输电线路故障人工专家诊断系统是非常有必要的，该系统也是基于智能诊断系统而形成的，它主要记录行波电流在两种故障中所呈现的主要特征，进而区分雷击与非雷击故障，特别是绕击与反击故障。
3诊断措施
3.1智能诊断系统的基本构成
智能诊断系统基本构成相对复杂，它按照分层分布式体系结构设计，并由现场监测终端、工作站以及数据中心三大部分共同组成。这里数据中心能够提供WEB服务查询功能，满足现场监测终端中数据传输与工作站之间的有效广域网衔接。本文以系统中的现场监测终端为例展开探讨。现场监测终端能够在每一次故障发生后都完整记录它的瞬态行波电流，并通过分析故障瞬态行波差异来确定故障类型，看其是否是雷击故障还是非雷击故障。如果是雷击故障还要进行进一步的故障类型确定，看其是绕击故障还是反击故障。现场监测终端为了监测行波数据还特别设置了GPS时钟数据计算模块，它能够对已存在故障点进行计算并精确确定故障点的位置，所以总体来看该智能诊断系统属于开放型、学习型系统，能够在长期的故障判断实践行为中积累经验，最终形成针对各类故障的识别能力体系。现场监测终端作为智能诊断系统的核心部分，它就包括了负责监测工频负荷电流、工频故障电流以及实现行波电流信号检测的传感器线圈检测单元；能够对传感器所检测信号进行采集、分析与诊断的数据采集分析单元；能够上传采集信号处理结果的通信单元。上述分支部分帮助现场监测终端第一时间发现线路故障电流与雷击电流，并将这些威胁因素快速远程通知给智能诊断监控系统。同时现场监测终端也接受来自于监控系统所下传的各种参数设置与命令，确保现场监测终端与远方监测系统能够实现基于软件功能的双向数据通信行为，以完成对故障的定位及识别。
3.2智能诊断的应用
通过采用智能诊断系统，可以对架空输电线路的防雷措施做出有效的指导，保证输电线路的正常运行。这种系统在开展防雷措施时，主要是进行差异化的对待。其主要的优点就是成本消耗非常低，减少了资金的投入，但是对于提升输电线路的安全运行却有着非常显著的效果。在智能诊断系统中，关于雷电地位其可以对输电线路的走廊落雷密度进行有效的确定，并且对跳闸事故进行有效的预测。不过架空输电线路一般都比较长和复杂，其无论是经过的地形还是所经过的气候也是复杂多变的，所以智能诊断系统的工作是繁多的，在运行中，需要对整个输电线路的做到实时的监控，避免出现跳闸故障等。根据上文的分析，通过采用智能诊断系统可以对雷击故障进行定位，这样的雷击定位得到了很好的技术保证，从而提高了故障定位精准度。在雷电定位系统的辅助下，智能诊断系统也可以充分的发挥出其作用，其也对架空输电线路的防雷方面的技术进行了有效的优化和加强。保证了输电线路在一些天气恶劣，特别是雷雨天气多的地区，架空输电线路也可以正常的运行，不会因为雷电而出现闪络故障。另外，智能诊断系统在对架空输电线路的跳闸故障进行识别时，主要是通过对输电线路暂态行波电流进行监测，其通过对行波的特征进行确定和分析，从而可以对输电线路出现的闪络故障进行有效的识别。这样充分的体现了智能诊断系统运行的高效性和智能化。
3.3跳闸故障智能診断对策
考虑到直击雷绕闪络故障的危害影响性，可以考虑在雷击塔顶绝缘子串闪络前判别行波电流在起始区间是否出现了反极性电流，以此来获取仿真计算及现场数据验证结果。同时还可以考虑架设耦合地线，配合分流耦合雷击电流分析，最大限度降低绝缘子串上承受电压，提高线路整体耐雷水平，同时降低绕击跳闸率。
结语
综上所述，关于对架空输电线路的跳闸故障进行诊断时，主要是对故障进行定位、原因分析和故障评价。我国的智能诊断系统和相关技术在现代的架空输电线路的保护中发挥着非常重要的作用。其可以对故障进行准确的定位和评价，而且其智能化水平也得到了很好的提高，可以保证架空输电线路的正常运行。
参考文献
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[2]许磊，陈美权.浅谈架空输电线路跳闸故障的智能诊断[J].通讯世界，2015，10：176～177.
[3]孙鑫，杨超.架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究[J].科技创新与应用，2014，29：173.
（作者单位：国网宁波供电公司）
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