智能电网架空线路故障定位全解
电力行业智能电网故障诊断与预警方案
电力行业智能电网故障诊断与预警方案第一章智能电网概述 (2)1.1 智能电网的定义 (2)1.2 智能电网的发展现状 (2)1.3 智能电网的关键技术 (3)第二章故障诊断与预警技术概述 (3)2.1 故障诊断技术概述 (3)2.2 预警技术概述 (3)2.3 故障诊断与预警技术的重要性 (4)第三章故障诊断技术原理 (4)3.1 故障诊断的基本原理 (4)3.2 故障诊断方法的分类 (5)3.3 故障诊断技术的应用 (5)第四章故障诊断系统设计 (5)4.1 故障诊断系统的架构设计 (5)4.2 故障诊断算法选择与优化 (6)4.3 故障诊断系统功能评估 (7)第五章预警技术原理 (7)5.1 预警技术的基本原理 (7)5.2 预警方法的分类 (7)5.3 预警技术的应用 (8)第六章预警系统设计 (8)6.1 预警系统的架构设计 (8)6.1.1 系统架构组成 (9)6.1.2 功能模块及其相互关系 (9)6.2 预警算法选择与优化 (9)6.2.1 预警算法选择 (9)6.2.2 预警算法优化 (10)6.3 预警系统功能评估 (10)第七章智能电网故障诊断与预警集成方案 (10)7.1 故障诊断与预警的集成策略 (10)7.2 集成系统的架构设计 (11)7.3 集成系统的功能评估 (11)第八章故障诊断与预警技术在智能电网中的应用 (11)8.1 故障诊断技术的应用案例 (11)8.1.1 电力系统暂态过程监测 (12)8.1.2 变电站设备状态监测 (12)8.2 预警技术的应用案例 (12)8.2.1 电力系统负荷预测 (12)8.2.2 设备寿命预测 (12)8.3 集成方案的应用案例 (12)8.3.1 故障诊断与预警系统 (12)第九章智能电网故障诊断与预警技术的挑战与展望 (13)9.1 故障诊断与预警技术的挑战 (13)9.1.1 数据处理与分析的挑战 (13)9.1.2 故障诊断算法的优化 (13)9.1.3 预警技术的完善 (13)9.2 故障诊断与预警技术的发展趋势 (13)9.2.1 深度学习技术的应用 (13)9.2.2 多源数据融合 (13)9.2.3 云计算与边缘计算的融合 (13)9.3 智能电网的未来发展 (14)第十章总结与建议 (14)10.1 本书内容总结 (14)10.2 故障诊断与预警技术的推广建议 (14)10.3 未来研究方向与展望 (15)第一章智能电网概述1.1 智能电网的定义智能电网，是指在传统电网的基础上，通过集成先进的通信、信息、控制及自动化技术，实现电网的智能化管理和优化运行。
架空输电线路故障诊断及故障点定位
架空输电线路故障诊断及故障点定位【摘要】本文研究和开发了一种利用信号注入法的新型的、具有高灵敏度和高可靠性10kV配电网架空线路故障指示装置，可迅速判断故障线路并实现故障区域定位，缩短故障查找时间，提高供电可靠性。
【关键词】架空输电线路；故障；诊断10kV配网线路大多呈辐射状，供电半径大，运行环境恶劣，雷电、大风、暴雨、山体滑坡、外力破坏造成的故障发生率较高。
故障发生后，由于线长面广，采用以往凭经验，分段、逐段、逐基杆塔检查等传统方法进行排查，费时费力，停电范围大、时间长，很难快速、准确查清，隔离故障区段。
同时，由于10kV 线路干线长、支线多，大多线路处在山坡、沟壑之上，故障查找过程中人身安全风险系数增大。
1输电线路故障原因分析1.1短路故障的原因产生短路故障的基本原因是不同电位的导体之间的绝缘击穿或者相互短接而形成的。
三相线路短路一般有如下原因造成：线路带地线合闸；倒杆造成三相接地短路；受外力破坏；线路运行时间较长，绝缘性能下降等。
两相短路故障的原因是：线弧垂大，遇到刮大风导线摆动，两根线相碰或绞线形成短路；外力作用，如杂物搭在两根线上造成短路；受雷击形成短路，绝缘击穿，电路中不同电位的导体间是相互绝缘的。
1.2断路故障的原因断路是最常见的故障。
断路故障最基本的表现形式是回路不通。
在某些情况下，断路还会引起过电压，断路点产生的电弧还可能导致电气火灾和爆炸事故。
断路点电弧故障：电路断线，尤其是那些似断非断点，在断开瞬间往往会产生电弧，或者在断路点产生高温，电力线路中的电弧和高温可能会酿成火灾。
三相电路中的断路故障：三相电路中，如果发生一相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧毁；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。
三相电路中，如果零线（中性线）断路，则单相负荷影响更大。
线路断路一般有如下原因：配电低压侧一相保险丝熔断；架空输电线路的一相导线因故断开；导线接头接触不良或烧断；外力作用造成一相断线等。
配电网故障定位的方法
配电网故障定位的方法快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。
配电网故障定位快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。
那么，如何对配电网进行快速，准确的故障定位呢？一、配电网故障处理特点配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时，设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。
即变电站SCADAS系统，若变电站运行人员处理不了，再次将信息上传至上一级调度，经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。
一般来说，配电网故障处理有以下几个特点：（1）配电网不仪有集中在变电站内的设备，而且还有分布于馈线沿线的设备，如柱上变压器、分段开关、联络开关等。
信号的传输距离较远，采集相对比较困难，而且信号具有畸变的可能性，如继电器节点松动。
开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号，导致采集到的信号产生畸变。
（2）配电网设备的操作频度及故障频度较高，因此运行方式具有多变性，相应的网络拓扑也具有自身的多变性。
（3）配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。
对故障切除的方式也不同。
如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关，故障由变电站的断路器统一切断，这种切除方式导致了停电范围的扩大。
配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提，它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。
二、配电网故障定位的方法1、短路故障定位技术方法配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。
按照短路发生部位，可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。
由于配电网发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。
配网架空线路的故障原因及防治措施
配网架空线路的故障原因及防治措施摘要：本文从配网架空线路的故障类型分析出发，分析配网故障出现的原因，并提出相应的防范措施，最后通过配网故障案例进行探讨，提出解决措施，从而提高配网线路运行的安全运行。
关键词：配网；过流故障；过流故障；防治措施0 引言随着我国电力工程建设的逐步完善和提高，目前，在电力建设中配网运行的质量对电力系统的正常运行有着十分显著的影响，但是配网运行的过程中容易受到诸如天气、环境、自然、人为等多种因素的影响。
而配网运行故障会对电力系统的正常运转构成十分明显的负面影响，故而为了提高电网运行质量，我们必须要采取有效措施加以控制和处理。
本文针对配网线路故障的常见类型及原因进行了分析，并积极找出防范措施，对于提升配网线路的运行质量具有重要意义。
1 配网架空线路的故障类型1.1 速断故障速断故障一般出现在配网线路上端，由三相短路或两相短路造成。
速断故障出现的主要原因有：线路充油设备（如油断路器、电力电容器、变压器等）短路、喷油，雨季雷电、暴风雨的影响，树木砸住导线等。
1.2 过流故障过流故障一般出现在线路下端，过流故障是由配网线路中电流超出线路保护阈值或三相短路、两相短路造成。
过流故障中发生较多的是两相短路故障。
过流故障出现以后，导致配电线路中的阻抗显著降低，配网线路中的短路电流远远大于正常情况下的运行电流。
过流故障出现的主要原因与速断故障出现的主要原因基本相同。
在配电线路中，此类过流故障对电力系统中的线路设备及人员存在很大的安全威胁。
1.3 单相接地故障单相接地故障可能发生在配网线路的任何一个节点。
单相接地故障出现的主要原因包括断线、绝缘子被雷击导致损毁、线下有树木等等。
单相接地故障是配电线路中最常出现的故障类型。
以农村10 kV配网为例，其接地故障约占总故障的30%～50%。
在每年中上旬，由于鸟类活动较为频繁，加上山区天气多变，阴雨连绵，接地故障发生的频率较高。
除此之外，配电设备，诸如电缆、刀闸等因绝缘老化导致绝缘部分击穿，或受到施工机械挖伤等外力破坏，导致配电设备经常出现永久性损伤。
电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法
电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而在电力系统中，线路故障是常见的故障类型。
故障位置的准确估计与定位对于电力系统的运行维护和可靠性有着重要的意义。
本文将介绍电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法。
一、故障位置估计方法电力系统的线路故障通常是由于设备老化、外力破坏、操作失误等原因引起的。
为了准确估计故障位置，目前常用的方法有以下几种：1. 直接测量法直接测量法是最常用的方法之一，它通过实地测量电缆或电线上故障区域的电阻或电压降，结合电缆或电线的参数，可以较准确地确定故障位置。
但这种方法需要专业设备和人员进行测量，操作较为繁琐。
2. 反射法反射法是利用故障电流波形在故障点发生时引起的反射来估计故障位置。
例如，在故障点处接地故障电流波形会反射回源点，通过测量波形的到达时间就可以得到故障位置的估计。
这种方法需要较为准确的测量设备和实时处理能力。
3. 数学模型法数学模型法是一种基于电力系统的数学模型来估计故障位置的方法。
常用的模型包括传输线模型和参数估计模型等。
传输线模型基于电力系统的物理特性和电磁传输现象，通过计算和模拟来估计故障位置。
参数估计模型则是通过对电力系统中线路的参数进行估计来推算故障位置。
这种方法需要较强的数学建模和计算能力。
二、故障位置定位方法除了故障位置的估计，精确的定位也是保障电力系统可靠性的关键。
目前常见的故障位置定位方法有以下几种：1. GPS定位法全球定位系统（GPS）是基于卫星定位的方法，可以实时测量和跟踪位置信息。
在电力系统中，可以使用GPS定位终端等设备来获取故障位置的经纬度坐标，从而实现精确的定位。
2. 多点定位法多点定位法是通过在电力系统中设置多个测量点，根据测量点之间的时间差或相对距离来定位故障位置。
例如，在电力线路的两端分别设置测量点，通过测量电路的传输时间差来推算故障位置。
这种方法需要较多的测量设备和信号处理能力。
电网线路故障定位与诊断技术研究
电网线路故障定位与诊断技术研究概述电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而电力输配电网是电力系统的重要组成部分。
然而，电网线路故障时有发生，对正常供电产生了严重的影响。
因此，电网线路故障定位与诊断技术的研究成为解决问题的关键。
背景电网线路故障主要包括短路故障、接地故障和过载故障等。
这些故障会导致电网中断，并可能引发火灾、电弧等严重后果。
因此，及时准确地发现故障并进行定位与诊断就显得尤为重要。
故障定位技术故障定位技术是电网线路故障诊断的基础。
目前，常用的故障定位技术有时差法、阻抗法和波形比对法等。
时差法是一种基于时差测量的定位方法，通过测量故障点至两端的电信号传播时间差来确定故障位置。
这种方法准确度较高，但需要在事先布置好的测量点处设备时钟同步，且对信号传播速度变化敏感。
阻抗法是通过测量故障点处电压和电流的阻抗来估算故障位置。
这种方法不需要设备时钟同步，但依赖于电网参数的准确估计，对接地电阻等参数的测量误差较敏感。
波形比对法是通过比对故障波形与无故障波形的差异来确定故障位置。
这种方法不需要设备时钟同步，且对电网参数的估计较为宽容。
然而，波形比对法对故障波形采样频率、采样精度等要求较高。
故障诊断技术故障诊断技术是电网线路故障定位的补充。
根据故障的不同特点，故障诊断技术主要分为基于模型的诊断方法和基于数据挖掘的诊断方法。
基于模型的诊断方法是基于电网故障模型，通过对故障电流和电压信号进行分析和处理来识别故障类型和位置。
这种方法需要先建立电网的准确模型，并且对模型的参数进行准确估计。
基于数据挖掘的诊断方法是基于大量历史故障数据，通过数据挖掘算法来挖掘出故障的潜在规律和特征，并利用这些规律和特征进行故障诊断。
这种方法不需要准确的电网模型，但需要有足够的历史数据作为训练样本。
未来发展趋势随着电力系统的复杂度不断增加，电网线路故障定位与诊断技术也在不断发展和创新。
以下是未来发展的几个趋势：1. 多传感器融合技术：利用多种传感器的数据，如电流、电压、温度等，进行综合分析，提高故障定位与诊断的准确性和可靠性。
数字故障指示器、故障定位及在线监测(控)系统
架空线路：采用太阳能电池板供电
电缆系统：采用开口CT取电
六、数据采集器的创新点
白天的充电电压
锂电池电压 晚上的充电电压
Hale Waihona Puke 从主站监测到的数据采集器的电池电压和充电电压曲线图
六、数据采集器的创新点
4. 每台数据采集器最大可配置30只数字故障指示器，单方向通讯距离最大可达到1公里。 5. 可连接两台同杆架设的开关，实现了开关位置和储能状态信号采集、开关合分闸控制 等功能。 6.提供本地无线和远程无线“在线”维护手段。 数据采集器的“四遥”定义： 遥信：指示器动作信号、开关位置等信号主动上报和远传，并可被实时召唤和读取。 遥测：线路负荷电流、短路动作电流、接地尖峰电流、接地动作电流、线路对地电压、 电缆头温度、后备电池和充电电压、温度等主动上报和远传，并可被实时召唤和读取。 遥控：遥控指示器翻牌复归、开关合闸分闸等。 遥调：在线调整指示器和采集器的参数。
八、短路、接地二合一数字故障指示器LPK1-A、1-C、1-E简介
适用于110V以下中性点不接地或者经消弧线圈接地系统的架空线路，同时检测 接地、短路故障并给出指示。带自取电、本地无线设置参数和遥控复归。 1、短路故障判据（内嵌无线模块，可在线修改参数） （1） 线路上电：电流≥3A（或10A） or 电压≥3kV（30秒以上） （2） 速断或过流启动：0～700A/0～9.99S（在线可设） ，或者自适应负荷电 流的过流突变判据（请浏览LPK0-A产品）。1-A（110kV）为0～4000A/0～9.99S （在线可设） （3） 线路停电：电流≤3A（或10A） 并且 电压下降70%（10秒钟内） 2、接地故障判据（内嵌无线模块，可在线修改参数） （1） 线路上电：电流≥2A and 电压≥3kV（30秒以上） （2） 接地暂态电流增量：≥30A（在线可设） （3） 接地相电压下降比例：≥30%（在线可设） （4） 接地相电压下降时间: ≥60S （在线可设） （5） 接地相总电流：≥2A 3、三相电缆接地故障判据（1-E） （1） 零序电流速断或过流启动（两段式）：0～100A/0～9.99S（在线可设）
基于人工智能的智能电网故障诊断与恢复
基于人工智能的智能电网故障诊断与恢复智能电网是指通过信息技术和通信技术将传统电力系统与先进的信息技术相结合，形成一种能够实现信息互联、自动监控、智能调度和故障诊断的现代化电网系统。
随着人工智能技术的快速发展，智能电网故障诊断与恢复也得到了显著的改善。
本文将从智能电网故障诊断技术和恢复策略两个方面，探讨基于人工智能的智能电网故障诊断与恢复。
1. 智能电网故障诊断技术智能电网故障诊断是智能电网运行的重要环节，通过及时准确地发现和定位故障，可以保障电网系统的安全稳定运行。
基于人工智能的智能电网故障诊断技术主要包括以下几个方面。
1.1 数据分析与挖掘智能电网运行数据的分析和挖掘是故障诊断的基础。
通过人工智能算法对电网运行数据进行处理和分析，可以提取有用的特征信息，发现异常和潜在的故障风险。
常用的数据分析与挖掘技术包括聚类分析、分类器、关联分析等。
1.2 智能传感器技术智能传感器是智能电网故障诊断的重要组成部分。
传统电力系统中的传感器一般只能提供有限的信息，难以满足智能电网的监测和诊断需求。
基于人工智能的智能传感器技术可以通过多功能智能传感器实现对电网各个环节的数据采集和监测，提高故障诊断的准确性和效率。
1.3 人工智能算法人工智能算法在智能电网故障诊断中发挥着重要作用。
常用的人工智能算法包括神经网络、支持向量机、遗传算法等，在电网故障诊断中可以应用于数据处理、异常检测、故障分类等环节，帮助实现智能化的故障诊断。
2. 智能电网故障恢复策略智能电网故障恢复是保障电网系统正常运行的一项关键工作。
基于人工智能的智能电网故障恢复策略主要包括以下几个方面。
2.1 自动切换与重配置智能电网系统中各个节点之间有着复杂的连接关系，当某个节点发生故障时，需要及时切换与重配置电网系统，以保证电力的平稳供应。
基于人工智能的故障恢复策略可以通过实时监测和分析电网的运行状况，自动切换故障节点与备用节点，从而实现电网的恢复。
2.2 智能化分布式电源管理智能化分布式电源管理是智能电网故障恢复的重要手段之一。
浅谈智能电网故障快速定位及故障恢复策略
浅谈智能电网故障快速定位及故障恢复策略摘要：电力企业发展重心都是输电网，但是与发达国家比依然存在一些不足，发展配电网自愈控制技术与故障恢复技术成为降低故障发生率，减少出现供电中断的重要手段。
智能配电网故障定位与恢复是重要的功能之一,也是故障自愈基础，分布式电源接入对配电网影响较大，研究更高智能配电网故障定位与故障恢复显得尤为重要。
关键词：智能配电网；故障定位；故障恢复一、和声法在DG配电网故障定位（一）故障定位模型从FTU得到信息是不同开关故障电流越流信号，可以对故障进行定位，建立线路故障状态，实现故障电流信息间的转换，就是开关函数。
目标函数在对故障定位上有重要作用，具有容错能力定位更加精准。
（二）开关函数第一部分为主变电源提供故障电流，就是指主变电源到故障点通路所包含的所有开关电流，电流方向为正；第二部分为各DG提供的故障电流，DG到故障点通路包含的所有开关电流，方向由系数W决定，与故障电流方向一致。
I表示主变电源到不同故障点通路的所有开关数；k表示分布式电源数量；Nm表示第m个DG到故障点开关数；Nm（n）集合表示Nm中n个元素相应开关；开关电流方向表示为w，逆流时W=-2；正流时W=1。
（三）和声算法在故障定位中的应用故障状态使用0与1二进制编码法，1表示有故障，0表示没有故障，-1表示负方向流过电流，0表示无过电流，1为正方向电流。
基于上述故障定位与分区域处理方法，算法声搜索算法流程如下：按照分区域处理法将配电网分为无源树枝与有源树枝两种；根据FTU将故障电流信息上传，剔除无源树枝，将维数确定下来，每一个变量值都可以表示为0或者1，能够表示线路运行状态；更新和声记忆库；对目标函数进行判断，判断迭代次数是否是最大值。
将迭代停止，最优解输出。
二、基于和声法配电网重构减少不可行解编码方法配电网处于开环运行状态，任何一个联络开关都能构成一个闭合环，并且断开环中任意一个分段开关都连通拓扑结构并将辐射状恢复。
电缆故障定位智能电桥的原理
电缆故障定位智能电桥的原理
智能电桥是一种常见的电缆故障定位仪器，它利用电阻与电导的测量原理来定位电缆故障位置。
其原理如下：
1. 基本电桥原理：智能电桥采用基本的四臂(或六臂)电桥原理。
电桥由四个(或六个)电阻组成两个"AB"对和两个"CD"对，其中"AB"对用于把待测导体接入电桥，而"CD"对则用于校正电桥。
2. 故障位置测量原理：当电缆出现故障时，故障点与测量点之间的电阻发生改变，导致电桥产生不平衡。
智能电桥通过测量电桥的不平衡情况来判断故障点的位置。
3. 信号发送与接收：智能电桥会将一定频率的信号发送到待测电缆上的导体上。
信号经过导体和故障点后，会发生一定的损耗和反射，通过接收端的传感器检测反射信号的强度，并将其转换为电信号。
4. 数据处理与显示：接收端的电路会对接收的信号进行放大、滤波和数字化处理，然后将处理后的数据传送给计算机或微处理器进行分析和计算。
最后，故障位置会显示在操作界面上。
总结起来，智能电桥通过测量和分析电缆上发射和接收的信号，判断故障点的位置。
它利用电阻的变化和信号的反射特性来定位电缆故障，能够快速准确地定位故障点，提高故障处理效率。
智能配电网故障定位系统设计与研究
智能配电网故障定位系统设计与研究摘要：随着社会的快速发展以及经济水平的提高，社会和个人都对供电可靠性提出越来越高的要求。
因此，配电自动化作为提高电力系统供电可靠性的重要手段之一，也受到了越来越多的关注。
馈线自动化是配电自动化的主要功能之一，由馈线终端实时监控电网的运行状况。
当配电网发生故障后，馈线终端将故障信息上报给主站;主站根据上报的故障信息，通过相关算法快速找到故障区段并隔离，同时迅速恢复非故障失电区域的供电。
因此，研究配电网的故障定位与隔离技术，对提高配电网的供电可靠性具有十分重要的意义。
关键词：智能配电网；故障定位；系统设计1智能配网故障定位的流程和步骤对于智能化配电网来说，当其处于故障状态时，要按照一定的流程和步骤进行故障定位，具体流程为：1.分析故障类别。
凭借观察、分析负序电流、零序电流来对应得出结论，该故障属于相间短路故障，还是相接地故障。
2.判断故障相。
通常应该通过计算三相电流的小波能量之和来对应明确故障相，这是因为不同的故障相能量和的数值不同。
例如：单相接地故障下，小波能量和为最大，相间接地故障则相反。
3.故障定位。
明确故障类别、以及相以后，则要进行故障定位，通常情况下应该逐个级别、逐个层次地开关节点，对应分析有无故障。
4.故障的准确定位。
对发生故障的大致范围大致估算后，再进行精准化定位。
2配电网故障定位遗传算法目前，配电网故障区段定位算法主要有两类，它们都是基于馈线终端FTU上报的故障过流信息来判断的。
一类是根据配电网的网络拓扑结构，并结合现场设备FTU上报的故障过流信息的矩阵算法;另一类是人工智能型故障区段定位算法，如神经网络算法、遗传算法(geneticalgorthin，GA)、专家系统等。
遗传算法具有良好的鲁棒性、全局优化性和可并行性，故本文选择该算法进行故障定位。
在进行故障定位时，首先对上传的故障信息进行编码，依赖构造的开关函数及适应度函数对故障点进行计算求解，并对种群进行遗传操作，最终实现对故障设备的定位。
论电力系统中输电线路故障定位原理分析
论电力系统中输电线路的故障定位与原理分析摘要：在电力系统中, 电能的传送是通过导线来完成的, 导线主要有架空线和电缆两种形式。
以下本文结合笔者工作经验，从五个方面对输电线路中电缆的故障分类、原因、性质、电缆预定位方法及电缆故障点精确定位与电缆识别方法进行了分析，希望能和同行技术人员共同学习、进步。
关键词：电力系统输电线路定位故障原理分析1电缆故障分类电缆故障从形式上可分为串联与并联故障。
串联故障是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开。
通常在电缆至少一个导体断路之前,串联故障是不容易发现的,并联故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。
实际的故障组合形式是很多的, 几种可能性较大的几种故障形式是一相对地、两相对地和一相断线并接地。
根据故障电阻与击穿间隙情况, 电缆故障可分为开路、低阻、高阻与闪络性故障。
1.开路故障。
电缆的各芯绝缘良好,但有一芯或数芯导体断开或虽未断开但工作电压不能传输到终端, 或虽然终端有电压但负载能力较差。
2.低阻故障。
电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,电阻值低于10zc(zc 为电缆线路波阻抗)而芯线连接良好的。
一般常见的这类故障有单相接地、两相或三相短路或接地。
3.高阻与闪络性故障。
电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,但高于10zc 而芯线连接良好。
若故障点没有形成电阻通道,只有放电间隙或闪络性表面,此时故障即为闪络性故障,据统计,这两类故障约占整个电缆故障的90%。
2电缆线路故障原因电力电缆线路故障率和多数电力设备一样, 投入运行初期(1～5 年内)容易发生运行故障,主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问题;运行中期(5～25 年内),电缆本体和附件基本进入稳定时期,线路运行故障率较低,故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮而发生沿面放电;运行后期(25 年后),电缆本体绝缘树枝老化、电- 热老化以及附件材料老化加剧,电力电缆运行故障率大幅上升。
10kV架空线路查找方法
10kV架空线路故障查找方法10kV架空线路直接联系着广大用户，由于分支线多而复杂，特别是农网线路多、供电半径长、基本为放射式供电线路。
目前公司10KV线路在运104条，经过近年来的城网、农网改造，线路抗事故能力得到显著提高，但10kV架空线路故障仍时有发生。
为确保在最短时间查到并排除故障点，恢复供电，减少客户投诉，笔者根据多年工作经验交流以下架空线路故障查找方法；便于在以后的工作中运用。
一、架空线路故障查找原则1、架空线路运行的两个基本问题：绝缘与导通（绝缘—与地、人畜、交叉跨越<空气>，导通—电流通路）通则通，不通则不通通则必通，不通必有故不通则不能通，通必有障2、故障处理原则：第一、最短时间查到并排除故障点，恢复其他正常区段或设备的正常运行：通过相关客户反馈、现场发现人员通知；第二、分段排除，尽可能减少受累停电区域：运行经验、对设备的熟悉程度（包括客户线路、设备）进行初步判断，对比排除（与之前数据、相邻区段数据对比）二、架空线路常见故障及防范措施1、接地故障下安全事项：如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。
寻找和处理单相接地故障时，应作好安全措施，保证人身安全。
当设备发生接地时，室内人体不得接近距故障点4m以内，室外不得接近距故障点8m以内，进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。
2、绝缘线路易受雷击原因：随着电网架空绝缘线的增多，雷击事故越来越多，由于城区配电线路周围多为高楼大厦，而高层建筑上大多装有避雷设施，所以城区配电线路基本不受雷击的影响。
但是农网线路遍布田间、丘陵、山坡，成为了整个周围的最高点，一旦发生雷击，就成为了雷击电流的通道。
架空绝缘线遭受雷害事故明显比架空裸线多，雷害损害情况比较严重。
绝缘架空线雷害事故比较严重的主要原因：一是绝缘线的结构所致，绝缘导线采用半导体屏蔽和交联聚乙烯作为绝缘层，其中使用的半导体材料具有单向导电性能，在雷云对地放电的大气过电压中，很容易在绝缘导线的导体中，产生感应过电压，且很难沿绝缘导线表皮释放；二是绝缘导线遭受雷击后的电磁机理特殊，造成雷击断线较多。
电网输电线路的智能巡检与故障诊断
电网输电线路的智能巡检与故障诊断随着电力系统的不断发展，电网输电线路的安全运行日益受到重视。
为了确保电网的稳定运行，传统的巡检方式已经无法满足对线路的实时监测和故障诊断的需要。
因此，引入智能巡检与故障诊断技术成为了电力行业的一个重要研究方向。
一、电网输电线路的智能巡检电网输电线路智能巡检是指利用先进的传感器和监测设备，对输电线路进行非接触式、在线式的巡检和检测。
这种巡检方式使得电力工作人员不需要亲身接触高电压设备，提高了作业的安全性和效率。
1. 智能传感器技术传感器是实现智能巡检的关键技术之一。
通过在输电线路上布置传感器，可以实时监测电流、电压、温度、振动等参数的变化，及时发现线路异常状态。
2. 数据采集与传输技术智能巡检系统需要大量的数据支撑，因此数据采集与传输技术也显得尤为重要。
利用无线通信技术和物联网技术，可以实现对传感器采集数据的实时监测和远程传输，确保巡检数据的可靠性和准确性。
3. 图像识别与处理技术智能巡检系统还需要对输电线路的情况进行图像识别和处理。
通过摄像头和图像算法，可以实现对线路杆塔、导线、绝缘子等部件的检测和分析，提高巡检的精度和效率。
二、电网输电线路的故障诊断故障诊断是智能巡检的一个重要应用领域。
通过对发生故障的电网输电线路进行精确的诊断和分析，可以提高故障的处理速度和准确率。
1. 数据挖掘与分析技术智能巡检系统通过大量的数据采集和传输，积累了大量的线路运行数据。
利用数据挖掘和分析技术，可以从海量数据中提取有用信息，并发现线路潜在的故障隐患。
2. 专家系统与人工智能技术借助专家系统和人工智能技术，可以实现对线路故障的诊断和推理。
系统通过建立知识库，模拟人类专家经验和思维过程，提供快速准确的故障诊断结果，减少了人工判断的主观性和不确定性。
3. 预测与预警技术在智能巡检中，除了对已发生故障的线路进行诊断，还可以通过预测与预警技术，提前发现潜在的故障风险。
预测分析方法可以对线路未来的运行状态进行预测，并提醒工作人员采取相应措施，防止故障发生。
基于智能故障指示器的配电网故障自动化定位系统
电力技术应用基于智能故障指示器的配电网故障自动化定位系统 2024年3月25日第41卷第6期65 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6韩 寒：基于智能故障指示器的 配电网故障自动化定位系统数综合考虑停电成本、电能质量损失等因素。
通过深度Q 网络（Deep Q Network ，DQN ）算法对MDP 进行求解，得到最优控制策略π*，其数学表达式为 *πt 00πarg max ,πt t E r s γ∞==∑ （4）式中：γ为折扣因子；r t 为即时奖励；s 0为初始状态；E 为期望值。
同时，决策与控制层引入基于主动配电网的实时仿真技术，采用FPGA 并行硬件加速，实现配电网的毫秒级实时仿真，为控制策略的在线验证与优化提供支撑。
通过硬件在环（Hardware-In-the-Loop ，HIL ）测试，可评估控制策略的安全性和可靠性，提升故障自愈重构的健壮性。
3 系统的实现与验证3.1 实验平台搭建与实验设计为验证基于智能故障指示器的配电网故障自动化定位系统的可行性和有效性，搭建了一套实验平台，包括配电网物理模型、智能故障指示器终端、主站服务器等设备。
配电网物理模型采用1∶1的实物仿真方式，由10 kV 配电线路、开关柜、变压器等元件组成，线路总长度达10 km ，包含8个负荷节点和2个分布式电源节点。
在线路的关键节点安装了3台智能故障指示器终端，采样频率为12.8 kHz ，测量精度优于0.5%。
主站服务器采用双机热备架构，配置了Intel Xeon Gold 6248处理器和256 GB 内存，存储容量达100 TB 。
实验设计了短路故障、接地故障、断线故障等3种典型故障场景，故障电阻覆盖范围为0.01～200.00 Ω。
对于每种故障场景，在不同位置注入100次随机故障，记录智能故障指示器的遥测数据和故障录波数据，同时通过人工方式获取故障参考标签，构建实验数据集。
10KV架空线路故障定位仪参数整定方法研究[论文]
![10KV架空线路故障定位仪参数整定方法研究[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/d85f238ae53a580216fcfe4b.png)
10KV架空线路故障定位仪参数整定方法的研究【摘要】随着智能电网建设的蓬勃兴起，带通信的故障定位仪在电网中应用日益广泛。
故障定位仪主要是应用在配电线路上，用于快速定位故障位置，达到减少停电时间，提高供电可靠性的目的。
故障定位仪是一种新型的配电自动化终端产品，关于该产品相应的国标和技术规范也比较少，因此在其选型和使用过程中存在一定误区。
本文以10kv架空线路为例，分析了故障定位仪的工作原理，并在此基础上阐述设计选型方法和参数的整定办法，对电力设计院、电力公司正确使用该产品具有一定指导意义。
【关键词】架空线路故障定位仪电流突法法配电网是城市和农村供电的载体，配电网的稳定性和安全性，直接关系到各个公司和千家万户的供电安全，具有重要的经济价值和社会意义。
配电网因为分支多而复杂，在发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。
智能电网建设中明确提出可以利用带通信的故障定位仪，实现以故障定位为主的简易型配电自动化建设方案，这种方案具有投资小、建设周期小、实用化程度高等优点，可解决困扰基层电力工作者多年的故障查找的难题，实现“一遥型”智能配网建设。
关于故障定位仪，国家电网公司于2010年发布了企业标准《配电线路故障指示器技术规范》1，规范中提出故障指示器应自动跟踪线路负荷变化情况，自动判定短路故障电流并报警。
根据这个技术指导意见，目前国内故障定位仪厂家在设计时，提出了多种故障判定原理，可概括为三类：（1）绝对值法，（2）电流突变自适应法，（3）电流突变法。
本文以10kv架空线路为例，分析了这三类短路故障判断原理的优缺点，在此基础上阐述参数的整定办法，并探讨故障定位仪与配电自动化终端ftu，dtu等设备的配合问题。
1 故障定位仪短路故障判断原理分析配电线路常见的故障类型之一是相间短路故障，短路故障对配网运行安全影响很大，会引起继电保护设备动作，导致用户失电。
最全架空输电线路故障分类!
输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。
按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。
架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。
按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。
线路事故是指由于各种原因引起线路供电的突然中断，事故出现后，只有首先找到事故点并确定事故类型，才能找出事故原因并采取抢修措施，恢复供电线路的正常运行，并防止以后发生类似的事故。
输电线路故障常见的有输电线路风偏闪络故障、雷击跳闸、雷击断股、线路覆冰故障、线路污闪、线路外力破坏故障、线路鸟害故障等等。
1.风导致的故障输电线路运行的环境较为复杂，很大一部分输电线路处于复杂的山地地形，同时输电线路较长，所途经的路段各种情况都可能遇见，如山地、沙丘、交通干线等附近，这样一旦有大风天气出现，则这部分输电线路则会直接在风载荷的作用下发生摇摆，从而导致风偏闪络的发生。
同时在风载荷发生时，对于使用年限较长的杆塔都会造成一定的威胁，打破原有杆塔的平衡性或是造成杆塔的倒塌。
部分输电线路处于树木的附近，当这些树木不断生长时，突破与输电线路之间的安全距离，一旦有强风的发生，则会导致接地故障或是短路的发生。
所以大风对输电线路的影响是十分大的，其所造成的后果也非常严重，而且一旦由于风灾导致输电线路故障的发生，则很难在短时间内得到解决，会导致故障所造成的损失不断的扩大。
风致输电线路故障形式及其产生原因主要如下：1.1微风振动微风振动是在风速不大的情况下产生的垂直平面内的高频低辐的振动现象。
当架空导线受到风速为0.5～8m/s稳定的横向均匀风力作用时，在导线的背面将产生上下交替变化的气流旋涡(又称卡门旋涡)，该涡流的依次出现和脱离使导线在垂直平面内I起激烈振动。
当这个交变的激励频率与导线的固有频率相等时，导线将在垂直平面上发生谐振，形成有规律的一上一下波浪状的往复运动，即微风振动。
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Hale Waihona Puke 4 监控主机软件开发• 1) 软件平台该系统以组态王6. 51 软件为开发平台，设计 出了具有通信、故障显示、数据库存储、短信发送等多种 功能的监控程序和显示画面。组态王是新型的工业自动控 制系统软件，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的 集成系统取代传统的封闭式系统，具有适应性强、开放性 好、易于扩展、开发周期短等特点。组态王软件结构由工 程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际 标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
• 针对目前架空线路故障检测准确性低和借助GSM 通信网 络传输线路故障信息成本高的现状，介绍了以工控机为核 心的架空线路故障在线检测与分段定位系统。将软件与硬 件结合、电流变化率与零电流检测方法并用，提高了线路 短路故障检测的准确性; 将相电压信号与5 次谐波电流信 号相融合，提高了接地故障检测线路的准确性; 采用 Zigbee 无线传输芯片制成独立的信号传输系统，既降低 了系统的运行成本，又保证了信号的可靠传输。以组态王 6. 51 软件为开发平台，设计出了具有多种功能的监控程 序和显示画面。
• 2) 接地故障检测：原理目前现有单相接地故障的检测方法 主要包括零序电流法、电容电流法、首半波法、五次谐波 法和信号注入法等。当线路的某一相发生接地时，则该相 电压降低，使三相电压不对称，通常配电网的负荷中都有 感性负载，线路电流产生畸变，产生大量的高次谐波电流 ，即出现3，5，7，…谐波。但由于6 ～ 66 kV 配电网属 于中性点非有效接地系统，所以三次谐波电流无法通过， 而其他的谐波分量占的比例很小，因此接地时五次谐波最 为明显。为此，采用五次谐波电流法，即通过检测线路电 流，提取五次谐波分量，根据五次谐波电流的大小判断出 接地故障，其检测电路，如图3 所示。
工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业控制计 算机，是一种采用总线结构，对 生产过程及机电设备、工艺装备 进行检测与控制的工具总称
2 系统基本组成
• 安装在输电线路杆塔上的诸多装置主要完成线路短路故障、 接地故障的检测，以及故障信号的无线传输。每个装置都 设定有地址编码，根据地址编码就可实现故障的分段定位。 通过装置内部的Zig-Bee 无线通信模块，自成独立的无线 传输网络，故障信号以逐级、接力方式传输给变电站的收 发器，再经过有线方式将收发器接收到的信号送给变电站 工控机，由工控机对故障信息进行分析、处理。当
• 并且根据需要，变电站的工控机还可通过网线与 生产调度系统的监控主机进行联网，可随时显示 、打印和存储检测数据，使生产调度人员及时了 解线路的运行情况。另外，该系统还具有对信号 传输的自检功能。即通过软件编程，工控机以应 答方式对各个点进行定期巡检，以便及时了解各 个装置的工作情况，以便发现问题及时处理，保 证系统信号传输的可靠工作。
智能电网
架空线路故障在线检测与分 段定位系统
引言：
• 架空线作为输配电的重要环节，由于种种原因时常出现接地、 短路故障，给用户的安全生产带来了极大的隐患。故障分析 法中的单端测距算法，由于受信息量的影响，故障点定位精 度受系统运行方式和过渡电阻的影响，效果不甚理想。目前 对于故障点的检测与定位主要是线路故障指示器。由于故障 指示器只有故障翻牌功能，而没有自动发射、传输功能。另 外出现的一些线路故障定位系统，也是利用故障指示器实现 线路故障分段定位，并采用GSM/GPRS网络通信方式进行传 输，即多点发射方式，因此运行费用高，不适用于长距离供 电线路。为此，在现有线路故障检测方法的基础上，采用新 兴的ZigBee 无线发射模块自成独立信息传输系统，达到信号 可靠传输又能降低系统运行费用的目的。
图3 5 次谐波电流检测示意图
• 首先经特殊的开口式电流互感器对线路电流进行检测，经 选频电路将五次谐波分量分离出来，再经整流电路变为直 流电压信号，最后经比较电路输出。由于线路中非线性负 载的存在，线路正常时也可能存在一定的高次谐波电流， 这里采用比较输出。根据正常时五次谐波电流的预测值确 定比较器的基准值，当五次谐波电流大于或等于比较器的 基准值时，输出为高电位，则判定为接地故障; 否则，输 出为低电位，判定为非接地。另外，为进一步提高接地故 障检测的可靠性，还对电路相电压进行检测，并作为判定 接地故障的必要条件之一，当线路电压降低为正常时的80 %，同时五次谐波电流检测电路输出为高电位，此时才判 定为接地故障，其他情况为非接地故障。
3 故障检测
1) 短路故障检测原理线路电流理想变化曲线，如 下图2示：
图2 线路电流理想变化曲线
图中，Ig为线路的工作电流; Imax为线路的最大 工作电流; IS为线路短路电流;
t0 ～ t1为保护装置动作时间; t2 ～ t3为重合闸装置动作时间。线 路正常时，工作电流在Ig附近变化，一般不超过最大电流Imax。如果 在t0时刻发生短路故障，线路电流立刻由工作电流Ig陡升到短路电流 IS，经过t0到t1后，速断保护装置动作，电流在t1刻降为0，切断短路 电流。通常变电站出线端还装设有重合闸装置，则经过t2到t3后重合 闸动作。若为瞬间短路故障，重合闸时故障消失，电流恢复为Ig，重 合闸成功; 若为非瞬间短路故障，在t2瞬间短路电流未消除，经t2到t3 后电流又降为0，重合闸失败。
• 通常负荷增加时电流的变化率明显小于短路故障时的电流变换 率，因此，可根据电流变化率区分短路与负荷增加情况。但为 了可靠起见，利用零电流信号判别短路故障，即在检测到较大 的电流变换率后，延时1 s 左右再检测线路电流信号，如果线 路电流为零，则认为是短路故障; 如果线路电路不为零，则认 为是线路负荷增大引起的电流变化，或虽然线路发生了瞬间短 路，但保护装置重合闸成功，则不作为短路故障处理。
图1 系统结构框图
• 发生故障时，可进行声音报警，并显示、保存或打印故障 类型和故障点位置，为排查线路故障和分析故障原因提供 依据。同时变电站工控机还将故障信息送给收发器，通过 GPRS 网络发送给线路维护人员的手机上，通知维护人员 进行线路检修。这样既少占通信网络资源，节省运行费用， 又可实现快速查找故障，及时对线路的维护，减少停电时 间，提高供电系统的可靠性。