配电线路故障监测技术探讨

李俊杰

摘要：配电线路不同于高电压等级的输电线路，需要更多的运维费用投入。费用上受限是配电线路在线监测技术的最大限制因素，同时影响着相关研究朝着经济性、合理性的目标前进。相较于高电压等级线路的在线监测技术，配电线路相关技术和研发还处于相对落后地位，需要进一步研发配电领域的探测单元、通信单元和故障定位方法。

关键词：配电线路；故障监测；技术探讨

1配电线路概述

配电线路是电网系统电能输送的主要载体，电能从降压变电站将电能输送到配电站，然后再将配电站的电力输送到各个使用单位，这个过程中配电线路对电能的正常稳定运行有着至关重要的作用。并且根据不同的电压等级，将配电线路分为高压配电线路以及低压配电线路，在实际使用过程中高压配电线路是三相三线形式的进行使用的，低压配电线路是利用三相四线形式进行配电使用的。还有就是按照实际使用的用户的形式不同，将配电线路分为城市、农村以及企业配电线路。配电线路在使用过程中基本要求是要保证安全稳定可靠，能够在较长时间内进行稳定使用，并且在使用过程中能够减少线损，提升电能的使用效率，促进电网的高质量运行。

2配电线路故障原因

2.1接地线路故障

配电线路接地故障的产生是由于以下两种情况产生的一种是线路在前期的安装过程中没有安装结实，在周围环境的影响下，就会出现配电线路由于外界的干扰造成了线路与地面或者是其他设备相接触。另一种情况是安装后期出现了其他设施，其他设施会对配电线路造成一定的影响。配电线路在接触到周围环境中的树木或者是金属物体时，就会造成线路中的某一相与其他设施或者是地面形成回路，在形成的回路中由于其电阻值特别的小，电流就会扩大其范围，这就造成了接地线路故障，并且接地配电线路故障有着非常大的安全隐患。

2.2人为因素

配电线路由于其输送的电压等级不同敷设的高度也不同选用的材料也是不同的。人为因素对配电线路运行的影响主要是指两方面，一方面是电力企业的设计人员和安装人员在设计、安装时存在着一定的疏忽为今后的配电线路输送电能带来安全隐患。另一方面就是用电用户对配电线路的人为破坏，例如有些不法分子会在公共电网上直接搭电，进行窃电或者是偷电，还有甚至直接将配电线路的电缆进行偷窃，对配电线路造成了严重的损坏。

2.3线路短路故障

配电线路大部分安装都在高处进行悬挂安装，在日常运行过程中，由于特殊因素的影响其会产生短路现象的发生。首先特点是天气环境的影响，尤其是夏天雷雨天气对配电线路的影响是非常大的，由于雷电会造成配电线路绝缘层的损坏，使得内部线路裸露的空气中，当其遇到空气中的粉尘或者是极端的环境中时，就会极易产生短路的情况发生。还有就是雷雨天气会使配电线路中的电流短时间内过大，对配电线路的绝缘材料造成损害。当铺设线路时，有时会由于环境的限制线路之间的间距会比较短或者是线路周围有着腐蚀性气体都会对线路造成一定的损害，产生配电线路短路的故障产生。

2.4自然因素

配电线路在运行的过程中还会受到自然因素的影响，在自然因素的影响中，雷电和风雪是影响配电线路的主要原因。尤其是在夏季，雷电出现在配电线路附近时会导致配电线路内部的电流出现涌动，影响到电力的稳定输送。当雷电直接集中配电线路时，配电线路会被雷电击断，造成电力输送中断。风雪对配电线路的影响一般情况下是由于风力过大造成配电线路塔出现倾倒或者是配电线路由于冰雪过重导致的配电线路出现断裂，影响到电力正常输送。

3配电线路故障监测技术探讨

3.1配电线路在线监测系统设计

在电网系统中配电线路大部分采用的是小电流接地的方式，架空配电线路占整个电网系统的配电线路的90%以上，因此对架空输电线路而言，利用故障指示器监测技术对整个线路进行分段监测就显得更加适宜。配电线路在线监测系统不仅要实现相关功能，还需要适应配电线路周围的一些实际环境条件，保证能够长期稳定运行。在实际的运行过程中配电线路在线监测系统要能够通过相关功能采集到配电线路的电流、电压以及温度等参数信息，利用数据进行判断配电线路的状态。

数据传输子站的任务是接受和发送数据采集装置的数据信息，通过解调将配电线路的数据信息传递到配电线路在线监测系统的中心站和主站系统。在正常运作时，配电线路在线监测系统也能够定时定期的将配电线路的运行状态参数信息传递到主站。在正常运行时，配电线路在线监控系统能够对配电网中的相关设备进行系统的管控，监控配电网系统的运行和故障情况，当出现异常状态时，能够自动识别故障的类型以及对故障的位置进行快速确定，通过图形或者是声音的方式进行提醒，有助于电力企业的工作人员快速注意到配电线路或者是配电网系统的故障情况。配电线路在线监测系统后台还能够实现地理信息图形的快速标注，配电网单线图以及环网的编辑和管控，有助于电力企业根据配电网的更新状态不断地进行调整。还可以对实时信息以及历史信息进行查询，方便电力企业的工作人员对电网信息深入了解。

3.2配电线路电气量监测

配电线路的电气量监测主要为电流量监测，包括对接地电流、局部放电的监测。（1）接地电流。配电电缆多以埋设为主，地下环境比较潮湿，导致金属腐蚀比较严重，使钢铠成为杂散电流的良好通道。当电流通过时，钢铠的金属层由于电解作用而腐蚀，金属腐蚀越快，危害程度越大。（2）局部放电。局部放电是电气设备绝缘结构中局部区域内的放电现象，这种放电只是在绝缘局部范围内被击穿，而导体间绝缘并未发生贯穿性击穿。但如果局部放电长期存在，在一定条件下将会造成设备电气绝缘强度的破坏。

3.3配电线路非电气量监测

据国内外配电主设备状态监测展开的技术调研，统计了表征设备健康状况的特征量，其中非电气量数据主要包括温度、机械振动等特征量，依据这些数据与配电线路电气性能、机械性能、负荷状况、使用寿命的关联性，可以监测分析设备状态，进行设备故障的评估。目前，非电气量监测主要为温度监测，涉及技术包括以下2方面。（1）红外检测技术。不仅可以在远距离对目标进行非接触的在线监测，而且响应迅速，能够快速地获取被测设备的状态信息。同时，它还具有抗电磁干扰，安全稳定，性价比高等优点，并且可以在不干扰被测设备运行的条件下进行故障诊断分析。因此，红外测温技术已逐渐成为电力行业在线监测的有效技术手段。（2）光纤传感技术。通过光纤进行测温，测温点可以多点分布，可以对成千上万个点进行测温，能够同时在空间和时间上对外界环境的连续温度信息进行测量，信息通过光纤进行传播。

结束语

配电线路不仅要承担输电线、金具以及线路保护装置等本身载荷，还要经受大风吹刮、雨水冲刷等自然因素的影响，甚至还会遭遇地理沉降、山体滑坡自然灾害的破坏。这些不可避免因素很有可能导致配电线路故障，影响配电网安全可靠运行。实现配电线路故障的在线监测，及时对故障进行检修和处理，对配电网安全可靠运行具有重要作用。

参考文献

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