配电线路在线故障识别与诊断方法
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摘要：配电线路是电力系统的重要的组成部分，在整个电力系统发展中发挥着重要的积极作用。配电路线是电网系统运行的大动脉，同时它也很脆弱，任何外力破坏和工作人员错误的操作，均可能引起大面积的停电，严重时甚至会使电网瘫痪，造成巨大的经济损失，给人民生活带来不便。开展配电线路故障识别和诊断方法研究，有助于及时进行故障处理，迅速使供电系统恢复正常运行，在保障电力系统的安全和维护用户的经济利益方面具有重大意义。
关键词：配电线路;故障识别;诊断;研究
引言
现阶段，随着国民经济水平的提高，工业、企业和家庭用电量越来越大，导致我国的电力系统的压力与日俱增，供电的质量和安全性渐渐成为人们关注的焦点问题。配电线路在一定程度上决定了电力系统能否稳定运行，所以要重视配电线路的质量，深化配电线路在线故障识别及诊斷方法研究，对于线路中存在的问题，要做到及时发现并解决，确保电力系统的稳定运行和广大用户的安全用电。
1配电线路故障诊断系统的特性
1.1监测范围广
配电线路故障在线识别和诊断系统能够实时采集各监测点电流的状态信息，包括：负荷电流、短路电流以及接地电流，并将这些信息上报至主站系统，在线调整短路、接地等故障监测参数，对辖区内配电线路进行全面监控，及时、准确的判断线路故障。
1.2能够适应严苛的外部环境
故障监测装置需要和配电线路共同适应严酷的外部环境，确保监测精度不受影响。该系统的故障监测装置电源使用寿命长达5年，具备IP67的防护等级，抗老化时间长达8年，能够承受-40℃-70℃的工作温度，并且在风速≤34m/s，海拔高度≤4000m，相对湿度≤95%的环境下都能够正常工作，适用范围广、运行可靠性高。
1.3具备远程操控功能
配电线路故障在线识别和诊断系统通信方式，采用双向短距离无线调频通信模块，远程通信采用GSM网络通信，监测中心可以对现场的故障进行远程监控、调试和配置，可以实时监测配电线路的负荷电流、短路电流、接地电流。
2常见的故障问题
生活的当中，电能是诸多能源中最主要也是最基本的之一。电能与各个行业乃至每个人的联系都是非常紧密的，一旦电网当中的配电线路产生故障，会对每个人带来很多麻烦与不便;与此同时，经济方面也会产生一定的损失。电力部门的工作人员在进行故障检查时，检测的过程也非常繁琐复杂，而且费时费力。所以，在平时进行配电线路的检修是，要以准确、快速、稳定和可靠作为工作的目标，尽量把故障出现的可能降到最低，以保证供电的安全和稳定，来确保用户基本的利益。依据对配电线路进行的检测情况来分析，可以将故障分为以下几种。
2.1高阻导致的电路故障
在线路架设过程中，常常因为周围环境的情况，有一些线路架设的过程当中常常和一些高大树木货高层建筑相邻。线路高高的选在半空中，特别容易发生断裂。当配电线路出现的高空断裂和地面项链时，会引起比较严重的故障。由于高空中的线路电流较高，一旦出现故障，没办法通过普通的检测方法进行故障检测，所以故障会更加的严重，会对整个电力系统的可靠性及稳定性产生影响。
2.2单相接地与短路故障
在诸多故障中，最常见、最主要的故障问题是由单相接地与短路引起的。当单相接地与短路引起的故障发生时，工作人员在检测故障时很难及时发现故障产生的原因。单相接地与短路故障产生主要是因为外力击穿立线路绝缘层的氧化锌避雷器。但是，实际检测中，避雷器的击穿层比较厚，具体问题在检测时很难被发现。由短路引起配电线路故障时，电流会发生明显变化。当故障原因仅仅是单相接地时，检测方法比较简单。在单相接地与短路故障问题中，小电流单相接地引起的故障是最难检测的，此类故障一旦发生，只能通过对电路分段合闸逐一排除，找出故障点，这种方法需要工作人员在检修时非常严谨，但效率低，很难排查出故障问题。
3故障诊断
3.1监测定位
监测定位指的是在故障多发的线路区域与主要分支设置探测设备，对故障多发区域进行实时的检测。通过这种方式，可以准确的获取线路的具体数据，及时掌握数据的动态变化，明确故障产生的具体位置。但是，这种方式也有一些缺陷，定位检测设备的成本相对高，还需要工人具备一定的操作技术，后期设备维修的工作量也很大，所以这种检测方法在检修实践中实施起来有一定的限制。
3.2配网故障识别和定位设计
根据上述配电线路故障类型及产生原理，对其故障点进行预测和定位追踪是本系统的核心功能之一，该系统作为一种大型配电网诊断系统，监控范围广、线路环境复杂，因此，故障监测和定位方法主要采用低压脉冲反射法、高压闪络法以及冲击高压闪络法。其中低压脉冲反射法可以对低阻接地和开路故障进行精准快速地识别和定位，有效监测配电线路的长度和电波传播速度，在配电线路出现开路故障时，故障等效阻抗为故障电阻和配电线路特性阻抗串联，此时，开路中的故障电阻表现为无穷大，通过接入低压脉冲测试仪器，将脉冲信号形成全反射状态，测试端将接收到同极性的脉冲反射信号，与故障点的发射波形恰好对应，此时可判断出该区域内线路运行状态。高压闪络测试法的设计，适用于配电线路中高阻故障的监测，例如：高阻泄漏故障和高阻闪络性故障，配电线路故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均称为高阻故障，配电线路中的大部分故障属于高阻故障。直流高压闪络法适用于监测高阻闪络故障，监测波形较为简单和直观。但是，采用低脉冲法是无法对高阻故障进行测试的，因为故障点等效阻抗几乎等于电缆特性阻抗，所以其反射系数几乎为零，无法进行正常测试。因此，针对该问题，系统还采用冲击高压闪络法技术，增强配网线路故障类型的识别率，提高故障诊断的准确性。该方法与直流高压闪络都属于高压闪络的范畴，因此，试验电路存在高度相似，而冲击高压闪络法更适用于测试配电线路中的高阻故障和闪络故障。冲击高压闪络法只需要在充电电容器与配电线路之间增加一个球型放电间隙。在系统监测过程中，首先对充电电容进行充电，当配电线路电压充满后，此时球型放电间隙会击穿放电，配电线路会得到一个瞬时高压，此时，如果配电线路电压大于故障点的临界击穿电压时，故障点会击穿放电，将电流电压信号向两端进行传播。此时，配电线路故障在线识别和诊断系统捕捉到该信号后，即可对线路故障点进行判断和定位。然后启动通信机制将故障信号传输至系统主站进行数据处理，通过可视化设备对配网线路故障区域、故障类型进行风险预警，工作人员可及时对故障进行处理，恢复配网线路的正常运行。
结语
综上所述，由于10kV配电线路运行具有的复杂性和故障点具有的特殊性，其故障查找方法与排查方法成为当前相关工作人员需要解决的问题。除了采取技术处理之外，还需要积极调动群众力量，组建专门的护线队伍，及时掌握线路情况，加大服务宣传。供电人员还需要不断总结经验，加强对10kV配电线路故障的处理，在故障高发区安装指示器，提升故障处理的科学性、合理性，确保线路内的供电安全，提升10kV配电线路运行的可靠性。
参考文献
[1]李祥男.如何提高10kV配电线路故障抢修效率的策略[J/OL].中国战略新兴产业，[2018-03-22].
[2]邓小勇.配电线路运行维护和故障处理分析[J/OL].中国战略新兴产业，[2018-03-21].
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