输电线路常见故障分析与检测方法综述

输电线路常见故障分析与检测方法综述

摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，将发电、变电、供配电的厂站设

备和用户有机地联接成一个整体，具有线长、点多和面广的特点。它的运行状态

直接关系到电力系统的可靠运行，影响着电力用户的用电安全和良好的用电体验。本文对输电线路常见故障分析与检测方法进行分析，以供参考。

关键词：输电线；故障分析；检测方法

引言

在电力系统运行过程中，输电线路覆盖的面积非常大，因此容易受到外界环

境的影响发生一些故障。为了确保供电的稳定，提高输电线路整体的运行效果，

相关人员应当注意及时针对输电线路容易发生的故障，采取有效的防治措施，这

样可以在一定程度上促进电力行业的发展。

1传统的输电线隐患检测

输电线隐患主要包括：绝缘子自爆脱落、电力塔顶端的鸟巢、输电线附近的

树障等。鸟巢目标比较明显，只要样本量足够，采用深度学习都可以较好地解决；树障一般采用激光雷达直接获取三维坐标来进行检测。由于绝缘子自爆区域出现

位置随意，绝缘子的种类也不止一种，因而绝缘子自爆的检测比较复杂。传统的

基于视觉的绝缘子自爆区域检测的一般思路是：采用边缘提取或者分割的方法，

将绝缘子串与图像背景进行分离，然后采用椭圆提取或形态学处理来定位自爆绝

缘子的位置。张少平等提出一种玻璃绝缘子自爆缺陷的检测及定位方法，该方法

首先在色度空间（HSI）分别对色度和饱和度分量用最大类间方差法（OTSU）进

行分割获取绝缘子连通区域，然后给予直方图对检测到的前景轮廓的倾角和面积

分布进行统计来识别绝缘子轮廓，最后利用绝缘子串轮廓之间的距离来标记自爆

绝缘子的位置。姜浩然等利用最大类间方差分割图像，检测图像边缘后对Hough

变换进行改进来快速检测不完整椭圆，根据椭圆参数来识别绝缘子串，最后基于

绝缘子串的位置信息实现了绝缘子的故障诊断。

2输电线路的运行故障

2.1覆冰故障

冰雪天气会导致输电线路的覆冰故障，影响电力系统的正常运作，一般情况下，输电线路的覆冰故障主要有以下几个类型：第一，导线覆冰舞动和脱冰跳跃，由于导线上覆冰不断堆积，使其承受的张力增大，因此在脱冰过程中，会产生导

线跳跃的现象；第二，绝缘子串冰闪，是220~500kV覆冰线路跳闸的主要原因，

如果覆冰中的杂质比较多，会使其具有高导电，因此造成冰闪现象；第三，过负荷，覆冰会增加各种电力设备的承重，如果超出设计值太多，就容易引起过负荷

的现象。

2.2雷击故障

输电线路在运行过程中故障的发生受到雷击因素影响，这一状况下就会对输

电线路导线的安全造成直接威胁，会加大输电线路电压。再有就是避雷线受到雷

击后，会把雷电反击在输电线上，这也会对线路造成直接的损坏。输电线路的周

边杆塔受到雷击后，电线会出现大电压，造成线路绝缘子闪络，线路挑战以及单

相接地的危害比较大。

3输电线路故障的应对措施

3.1加强输电线路覆冰故障的防治力度

第一，合理设计输电线路，对于容易发生覆冰事故地区的输电线路，设计人

员应当采取抗冰的设计方案，这样可以有效避免覆冰事故的发生；第二，科学运

用绝缘子，相关人员可以增大悬式绝缘子串的盘径伞裙或者在绝缘子串悬挂的地

方设置防水挡板，这样可以有效的规避绝缘子串冰闪的风险；第三，采取合适的

防冰、除冰措施，相关人员可以采取相应的技术措施，使冰雪无法在导线上覆盖，如果导线上已经出现覆冰，相关人员可以采取热力融冰、机械破冰等方式来除冰，从而避免覆冰事故的发生。

3.2输电线路检修管理综合技术应用

输电线路的运行过程中所出现的故障比较多，这就需要针对性常见的运行故

障加强防范，注重综合性技术应用。如输电线路运行雷击造成的故障，这就需要

注重降低接地电阻，强化输电线路绝缘，以及通过安装线路避雷器和耦合地线等

方式保障输电线路的安全运行。通过自动重合闸进行管理也比较关键，系统在遇

到雷击短路的时候会自动跳闸，然后重新合闸，雷击故障消除后线路正常供电。

对于覆冰故障的检修管理技术的应用，需要注重通过机械力学检测技术应用，做

好线路的巡视检查，通过自动监测系统的应用，检测杆塔材料是不是有锈迹以及

腐蚀的现象，对于其中的零部件以及螺栓是不是发生松动的情况进行有效检测，

这就能有助于防范相应的故障发生。另外，在外力破坏的故障检修管理中，要注

重对破坏输电线路的人为行为加大处罚的力度。

3.3输电线路的综合维护

针对输电线路进行有效的维护，可以提升输电线路的安全性与可靠性，属于

电力系统中的关键部分之一，同时对输电线路进行作业，也属于危险性比较高的

工作内容,为此在作业时必须要做好安全措施，以免施工人员出现危险。针对单回

路的停电线路而言，可以使用综合性较高的维护工作。在这一过程中，主要是对

输电线路的杆塔、杆塔基础与输电线路的拉线和架空地线以及绝缘部分其中还包

含了吊瓶与输电线路的导线、接地等相关部分，使用科学的方法对其进行有效的

维护。

4输电线路检测方法综述

4.1基于SVM算法的故障诊断

选取某地一条输电线路的连续4个月的运行数据作为训练样本，以第5个月

的运行数据作为基础测试样本，由于输电线路实际运行中出现的故障极少，而故

障样本数量较少将会使实验结果展现不够直观，因此在训练样本以及测试样本中添加了该等级线路历史数据中的故障数据，扩充了故障数据量，使实验展示

的结果更加直观，增强了实验的说服力。

4.2均压环故障检测算法

在使用神经网络检测均压环的基础上，进一步对均压环歪斜故障检测进行探索。均压环在航拍图像中受到角度影响无法直接判断其是否发生歪斜。因此，需

要结合绝缘子的位置进行判断。由于均压环端面与绝缘子端面在工程安装上要求

两者相互平行，判断均压环是否歪斜的依据就是判断均压环和绝缘子的夹角是否

过大。判断均压环是否歪斜，先要提取图像中红线两侧端点坐标，通过计算均压

环红线端点坐标和绝缘子红线端点坐标之间的夹角θ，判断均压环是否歪斜。依

据安全规范标准，当倾斜角度不超过7.5°均压环认定为正常。

4.3电力技术创新

电力技术研发力度加大、电力技术创新是实现线路、输电设备性能提升及其

运行周期延伸的基本途径。小电流接地设备是一种新技术，可以将由外部因素导

致的线路短路等现象有效减少，为电力系统稳定、安全运行提供有效保障。自动