架空配电线路故障识别与诊断

架空配电线路故障识别与诊断

摘要：随着社会经济的快速发展，电力系统也在不断的壮大完善。与此同时人

们的生活与社会的生产对电网的电能质量、可靠性等方面的要求也在不断的提高。配电线路是整个电力系统中重要的组成部分，是连接发电厂和终端用户的关键所在。配电线路在实际的运行过程中会受到各种因素的影响而引起各种故障的发生，本文就对配电线路的在线故障识别进行分析，并探讨分析配电线路故障的有效诊

断措施。

关键词：配电线路；在线故障识别；诊断

供电系统正常运行的前提是配电线路必须正常工作。配电线路在实际的运行过程中，会

受到各种因素的干扰，从而引发一系列的故障问题，这对供电系统正常供电的安全性、电能

质量以及可靠性等都有着严重的影响。所以要保证配电线路的运行质量，需要采取科学有效

的诊断方法及时将其故障进行排除，使供电系统的正常运行得到保障，防止不必要的事故发生。本研究对供电线路在线故障识别和诊断方法进行探讨分析，以期为配电线路管理人员提

供相关的故障查找，诊断思路。

一、供电线路常见故障识别分析

（一）配电线路间歇性故障识别

间隙性故障问题在配电线路中并不算常见，但是如果运维人员不能及时对其进行的识别

和针对性地排除故障，就会对供电线路造成会导致线路的连锁反应。间歇性故障的发生，表

现为当线路出现间歇性放电，产生重复性或者瞬时性孤光。间歇性故障的出现是随意没有规

律的，可能发生故障的时间是短短的几秒钟，也有可能长达几天，并且每次故障的发生时间

间隔都会逐渐延长但很有可能一次比一次严重。所以当出现此类故障时，相关的工作人员需

要及时查明该故障出现的原因，并采取有效的维护措施。若对此类故障不引起重视，其安全

隐患会一直存在，随时威胁着供电系统安全，对人们的生活也有着严重的影响。一般间隙新

故障有：雷击造成的相间短路；异物造成的相间短路；外力破坏，用户端因各类故障造成的

相间短路；鸟害、小动物造成的短路等几种。本地区配电线路以雷击尤为严重，其次是外力

破坏，用户端因各类故障造成的相间短路。

（二）配电线路中高阻故障识别

高阻故障的发生，是由于架空线路受到各种因素影响出现断裂，与周围的物体或者地面

等具有较高阻抗的东西接触而引发的。因架空线路是在户外安装的，当架空线与其距离不远

的大树或者其它建筑物发生接触，引发短路等现象会出现高阻故障；另外，像闪电或者响雷

对地面的沙石或者沥青等击中之后也会出现高阻故障。然而，高阻故障产生的电流没有平时

直接接地出现的短路电流高，采用传统的过电流保护是不能将高阻故障检测出来的。电力系

统在高阻故障中是不能正常运行的，可能还会引发人体触电、火灾等事故。

（三）配电线路中单相接地故障识别

单相接地故障是配电线路中最常见也最难检测到的故障，产生这类故障的原因一般都是

由于避雷器击穿导致的，当其出现短路现象后，电流的变化也较为明显。要将单相接地故障

进行排除，需要对其暂态过程进行认真的分析，因为暂态信号中会保留故障信息，恰好接地

形式不会对暂态过程造成影响，这就很大程度上的增加了故障排除难度。单相接地故障类型

一般分为两类（见表1），

表1 单相接地故障类型

在单相接地故障中，检测难度较大的就是对小电流单相接地故障的检测。运维人员在检

测过程中需要巡线、分段检测、逐段排除等方法进行检测，否则难以发现故障所在。所以在

识别单相接地故障的时候，应该对电容电流的暂态分量进行全面的掌控，以保证配电网的正

常运行。

二、配电线路在线故障诊断方法分析

配电线路在线故障的监测诊断过程极其繁琐，不仅耗费人力，也会消耗大量的物力和财力。配电线路一旦出现故障将会影响人们的生活和对社会的生产造成巨大的损失，所以要提高电能质量，保证供电的安全可靠，相关工作人员在进行配电线路故障的监测维护过程中，需要准确快速的识别故障问题，以便第一时间制定相应的故障处理方案。

（一）单相接地故障诊断方法

对单相接地故障诊断，特别是针对小电流接地系统的诊断，主要通过采用大电流接地系统故障检测方法来确定故障点。谐振接地和高阻接地就是小电流接地系统，也就是说只要出现单相接地故障，就一定会出现电流值较小的情况，虽然这种故障在短时间之内不会对用户的正常用电产生影响，但随着时间推移会损坏用户的电器设备，运维人员若发现有这种单相接地故障时就必须尽快查找故障点，并及时对故障进行修复，避免造成严重影响。需要注意的是，这样的系统长时间被使用，电压会出现问题几率很高，比如绝缘体容易被击穿，出现相间短路等，这就会对整条供电线路造成影响。综合检测算法可以对电压的变化情况进行分析，并以此来对电容电流进行弥补，避免出现失误。

（二）监测定位法

对配电线路中零序电力的定位故障进行监测，可以在配电线路的故障频发区和重要分支部位安装探测器。对故障点方位的判断，可以检查电力线路参数的正常与否。只是安装大量的监测装置，是一项技术与成本都有较大困难和消耗的工程，后期对其的维修也需要耗费一定的精力。

（三）主动定位法对配电线路故障的诊断

主动定位法对配电线路故障的诊断主要包括三种方法，其一，S注入法。该诊断方法具有较高的定位精确度，能对故障发生进行准确的定位，接着用信号对故障点进行定位。但是这种方法对配电网故障的在线定位是没有作用的；其二，交直流综合注入法。这种方法在监测过程中存在危险，不能对故障出现的地方进行实时有效的监测过程中，这种方法较为耗费精力，对工作效率有所影响；其三，中性点脉宽注入法。这种方法在故障诊断中的可靠性和安全性较高。

（四）被动式定位对配电线路故障的诊断

对配电线路故障诊断中的被动式定位法包括三类。其一，区段查找法。此种方法对各个线路信号的监测，是通过配电网中自动化设备进行操作的，能对故障出现的部位进行准确快速的查找，这个方法工作量较小，且能对故障发生区域进行缩小，并提高工作效率；其二，行波法。这种诊断方法虽然在配电线路诊断中具有较高的准确性和可靠性，但是不能对故障的准确性进行有效的掌控；其三，阻抗法。此种方法可以应用在配电线路同时受到电源、线路负荷以及路径阻抗等影响时，这种方法还具有资金投入不高的优点。

（五）智能定位对配电线路故障的诊断

智能定位对配电线路故障的诊断，主要是对故障投诉信息进行推理为前提，在对故障信息的推理中对故障区域进行准确的定位。对故障出现区域的定位，是将神经网络方法和SVM 方法进行结合应用。总的说来，这种对配电线路故障进行诊断的方法，是对线性可分数据进行识别诊断的。

三、总结

总而言之，配电线路质量的提高是保证供电系统正常工作的关键，供电系统的正常运行则是对人们生活质量的保障，也是保证社会生产的前提。配电线路建设的主要目的是保证配电线路的安全运行，配电线路得以安全稳定的运行前提则是要求相关工作人员在进行配电线路施工，或者故障识别、诊断以及故障排除的过程中将安全问题放在首位。本研究对配电线路在线故障的识别进行了分析，提出了配电线路故障诊断的有效措施，希望能对配电线路故障识别和诊断的研究提供参考信息。

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