電力系統(tǒng)中配電線路運行故障檢測技術(shù)

陶宋 國網(wǎng)江蘇省電力公司淮安供電分公司

電力系統(tǒng)中的配電線路是系統(tǒng)整個工作過程中最為重要的環(huán)節(jié)，其也占有極為重要的地位。配電線路運行的安全、可靠運行對系統(tǒng)極為重要，作為用戶日常用電的基本保障，因此只有供電企業(yè)不斷的維護好配電線路的安全與穩(wěn)定，才可能夠為用戶提供穩(wěn)定的電力[1]。供電企業(yè)一方面需要定期對配電線路進行預(yù)防性的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存在問題故障就需要采取及時的維護措施，并按照相應(yīng)的規(guī)范化操作，提升配電線路的運行安全。因此，在故障檢測技術(shù)方面應(yīng)當提升人員素養(yǎng)，進而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運行。

一、電力系統(tǒng)中配電線路常見運行故障分析

（一）配電線路接地故障

配電線路在安裝過程中通常會選擇使用接地技術(shù)，其主要目的是為了能夠保障線路的正常工作，并有效降低受故障影響的因素[2]。同時，配電線路的正常接電也對施工人員的人身安全有所保障，為其增加了安全措施。現(xiàn)階段常見的接地保護措施主要為設(shè)備的外殼接地、變壓器的應(yīng)用、塔桿接地等三種情形，不同的接地措施所應(yīng)用的場景也有所差異，應(yīng)在實際過程中根據(jù)具體情況選擇。其中，塔桿接地能夠保護配電線路周邊的金屬外殼，并有效簡化了線路的設(shè)置；電力設(shè)備的接地則是能夠?qū)⑴潆娋€路中所積累的電荷量全部輸送至地表，從而有效消除電荷。在日常居民住宅中，中性點接地是常見的接地方式，其能夠有效保障系統(tǒng)之間電壓的穩(wěn)定、安全，即便人們出現(xiàn)觸碰帶電金屬外殼時，其也能將電荷自動的輸送至地面，從而有效保障人身安全，配電線路的接地措施極為重要，但是在電力系統(tǒng)的實際施工過程中，接電措施較容易被忽略，這也為日后人們的生活居住帶來的安全隱患。此外，由于不同的接地方式所應(yīng)用的場景不同，不同的方式均有其特定的優(yōu)勢，但如果僅關(guān)注方法的優(yōu)勢而忽略了實際現(xiàn)場狀況，也會導(dǎo)致相應(yīng)的故障發(fā)生[3]。

（二）配電線路短路故障

配電線路在正常運行過程中經(jīng)常發(fā)生短路，而電路的短路狀況往往受多種因素的影響，通過匯總后其主要的問題如下：一是，由于外部的自然環(huán)境因素而導(dǎo)致的配電線路出現(xiàn)短路故障?，F(xiàn)階段，在一些偏僻的山區(qū)，由于常年無人，在巡線時也并未能實現(xiàn)全線路的檢查，較容易受到如雷擊、大風(fēng)、暴雨、暴雪等自然環(huán)境影響，這些極端惡劣天氣將會直接造成配電線路的斷裂，增加短路風(fēng)險。二是，由于鳥類等遷徙而導(dǎo)致的線路短路。鳥類在飛行中經(jīng)常排隊，有些鳥類還會選擇在配電線路稠密的位置筑巢，長期來看，配電線路容易出現(xiàn)線路間的短路，對于線路附近的居民而言其可能容易出現(xiàn)跳閘等現(xiàn)象。三是，配電線路受到人為的外力破壞。人類在自然活動中，如果并未有效注意其活動路線將會可能影響到配電線路的正常運轉(zhuǎn)，如一些司機在駕駛汽車時不慎撞倒電線桿，汽車掛到配電線路，又或是在建筑施工、伐木時未經(jīng)注意而造成的配電線路斷裂等問題，這些均是由人為外力而導(dǎo)致的配電線路短路。

（三）配電線路超負荷故障

電力系統(tǒng)配電線路中的負荷狀況通常會與線路的材料、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，只有確保配電線路中的負荷是在所規(guī)定的范圍內(nèi)才能實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段，由于技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致大功率電氣增多，較容易出現(xiàn)由于配電線路超負荷運轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的故障，此種情況易發(fā)于夏季，空調(diào)用電量較大且長期運行，因而導(dǎo)致出現(xiàn)超負荷故障。

（四）管理不善而導(dǎo)致的故障

配電線路在鋪設(shè)完成后，工作人員需要對相應(yīng)的運行設(shè)備、供電線路進行定期的檢查與維護，高質(zhì)量的管理將能夠有效保障配電線路運行的質(zhì)量與安全，從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)階段，國內(nèi)的供電企業(yè)在管理方面存在一定的缺陷，如對電力運行設(shè)備未能做到標準的養(yǎng)護管理工作，導(dǎo)致其存在潛在故障風(fēng)險，損害配電線路的運轉(zhuǎn)。同時，一些工作人員由于自身意識疏忽，缺乏有效管理，并未定期對配電線路狀況進行檢查，因而在出現(xiàn)故障時并不能及時精準判斷故障位置，也不能快速發(fā)展有效處理，這也為日后電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了隱患與風(fēng)險?，F(xiàn)階段由于社會各界用電量較大，科學(xué)技術(shù)進步較快也推動供電設(shè)備更新?lián)Q代快，如果未能有效管理配電線路與設(shè)備，當設(shè)備出現(xiàn)問題時難以快速解決，情節(jié)嚴重時將會大面積停電而造成區(qū)域性生產(chǎn)、生活停止，產(chǎn)生較大經(jīng)濟損失。

二、電力系統(tǒng)中配電線路故障檢測技術(shù)探究

（一）主動定位故障

對于電力系統(tǒng)中配電線路的故障檢測來說，主動定位故障的方法主要是通過S 注入法開展，其優(yōu)勢為定位高效、精準度較高，并支持對故障位置的實時定位、動態(tài)定位，進而有效鎖定故障位置[4]。此外，該方法還可以采用直流綜合注入法，借助主動定位的特點，實現(xiàn)故障位置判斷，但難以精準檢測具體位置，同時也會受到一些因素的影響，出現(xiàn)結(jié)果偏差等問題。

（二）監(jiān)測定位法

該方法主要是對線路上發(fā)生率相對較高的故障區(qū)域進行監(jiān)測，以便更好地發(fā)現(xiàn)故障頻繁發(fā)生的點等信息，并在此基礎(chǔ)上，能夠快速地找出故障的位置，從而為后續(xù)的維護檢修奠定良好基礎(chǔ)[5]。在實際中，線路參數(shù)是主要的監(jiān)測對象，當配電線路參數(shù)存在異常時，監(jiān)控系統(tǒng)可自行記錄并發(fā)出報警信號，便于維護人員第一時間到達現(xiàn)場完成相應(yīng)的檢修操作，實現(xiàn)對故障的快速排除，使其能夠順利恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

（三）絕緣遙測法

現(xiàn)階段，在對于配電線路進行故障檢測時，絕緣遙測法也較為常見。該方法主要是通過2500V 兆歐表對配電線路中絕緣電阻的阻值大小進行實時檢測，從而能夠有效、直接的判定故障出現(xiàn)的位置。同時，絕緣遙測方法在較多分支、分段的配電網(wǎng)絡(luò)中更能體現(xiàn)其應(yīng)用價值。然而，絕緣遙測法也有相應(yīng)的應(yīng)用前提，其要求配電線路中不能出現(xiàn)逆向供電、感應(yīng)電流等狀況，如果出現(xiàn)將會對線路中的電阻產(chǎn)生干擾，無法判斷其值的大小因而難以推測哪一段為故障段。該方法在配電線路故障檢測過程中還可以有效控制檢測距離，通過對遠距離多線多段檢測，有效控制檢測距離，減少檢測范圍，提升檢測效率，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

（四）接地故障檢測

如果配電線路發(fā)生故障，應(yīng)當準確判斷故障類型并處理故障。例如配電線路的單相接地故障，首先進行位置復(fù)原處理，記錄接地故障的具體情況。技術(shù)人員前往現(xiàn)場后確定發(fā)生故障的位置，并對配電線路所在系統(tǒng)的全部電氣設(shè)備進行全面檢查，絕不放過任何一個電氣設(shè)備故障，及時排除發(fā)現(xiàn)的故障，保證電力系統(tǒng)全部環(huán)節(jié)處于正常狀態(tài)。如果現(xiàn)場定位故障存在難度，檢修過程中可以采用接地尋找方式，定位可能發(fā)生故障的位置。對于配電線路的母線以及電力系統(tǒng)中的變壓器都要分開處理，有助于提升事故區(qū)域的定位效果，事故區(qū)域定位更加精準。在故障定位過程中還可以采用改變供電運行方式的措施，或者采用拉合相間的方式。通過拉動配電線路判斷線路中可能存在的故障，具體表現(xiàn)為拉動某條線路后，配電線路的接地故障隨即消失，說明該線路是導(dǎo)致配電線路接地故障的原因。操作過程中避免落下開關(guān)的現(xiàn)象，同時加強對配電線路的日常巡檢力度，掌握配電線路的狀態(tài)變化情況，發(fā)揮日常巡檢排查的作用；與此同時注意縮短巡查周期，保證配電線路體系處于正常狀態(tài)。

（五）短路故障檢修

短路是配電線路常見的故障類型，配電線路在短路狀態(tài)下表現(xiàn)出溫度快速升高、絕緣性能顯著下降等特征，導(dǎo)體在高溫環(huán)境下發(fā)紅熔化，最終導(dǎo)致配電線路設(shè)備損壞。短路對于高壓電網(wǎng)的影響尤為嚴重，甚至直接導(dǎo)致短路故障瓦解；短路故障發(fā)生的同時還會產(chǎn)生電弧、火花現(xiàn)象，有關(guān)配電線路的爆炸事故根本原因就在于此，嚴重影響正常的電力系統(tǒng)運行秩序。檢修短路故障之前需要計算短路電流，作為檢驗設(shè)備的重要依據(jù)，確保選擇的檢驗設(shè)備參數(shù)正常，尤其是額定電壓參數(shù)。關(guān)注到繼電保護的相關(guān)參數(shù)，例如額定電流以及整定值，提升保護裝置的靈活性和敏感性。如果配電線路發(fā)生故障，能夠在最短時間切斷電流，削弱短路現(xiàn)象的影響以及短路電流的作用時間，為處理短路故障爭取寶貴的時間。雷擊天氣是導(dǎo)致配電線路短路故障的重要原因，可以在電力系統(tǒng)關(guān)鍵位置安裝避雷針和避雷器，與此同時提升電力系統(tǒng)的阻抗效應(yīng)，對短路電流起到削弱作用。配電線路施工完畢后應(yīng)當清理全部的接地線，同時加強配電線路的巡查力度，避免出現(xiàn)錯誤操作現(xiàn)象。很多短路故障檢修工作需要在帶電狀態(tài)下進行，執(zhí)行帶電操作時要注意安全，與帶電部位保持一定的距離，最大限度控制短路現(xiàn)象。拉倒閘、合刀閘操作在不帶電、不帶負荷的狀態(tài)下進行，確保短路故障檢修環(huán)境安全。日常巡檢過程中統(tǒng)計每段配電線路發(fā)生短路現(xiàn)象的概率，對于短路現(xiàn)象頻發(fā)的配電線路需要進行適當調(diào)整，總結(jié)短路現(xiàn)象的特征和問題，形成完整的配電線路巡檢報告并上報，由技術(shù)部門制定明年線路的維護方案，集中力量處置短路現(xiàn)象頻發(fā)的配電線路，保證配電線路體系安全運轉(zhuǎn)。

三、電力系統(tǒng)中配電線路故障檢測需注意的事項

（一）配電線路短路檢修

在電力系統(tǒng)配電線路中，導(dǎo)致出現(xiàn)短路故障的原因有很多，這也為相應(yīng)的維護工作人員帶來了一定的困難與麻煩。因此，技術(shù)人員首先應(yīng)當擁有一定的耐心、毅力，并擁有高素質(zhì)專業(yè)化的技術(shù)能力，不應(yīng)出現(xiàn)浮躁或因太復(fù)雜而產(chǎn)生畏懼。工程技術(shù)人員除了做好心理準備外，還需要及時完善維修措施，并通過實際狀況及時調(diào)整技術(shù)手段，基于全方位了解的短路故障原因快速排查故障點進而有效解決。

（二）配電線路超負荷檢修

電力系統(tǒng)配電線路中，對于超負荷故障的檢修相對容易，配電線路出現(xiàn)超負荷故障時，將會直接降低電力系統(tǒng)的運行效率。因此，檢修開始前，工作人員首先應(yīng)當推測是何種因素導(dǎo)致的超負荷，并在掌握線路的基本負荷標準下解決超負荷原因，使線路在滿足相應(yīng)的負荷標準后再接通線路。此外，在修復(fù)時，對配電線路的要求也要根據(jù)實際的狀況進行提升，使其能夠保障良好的性能同時還可具備長時間的工作壽命。

（三）加強對技術(shù)人員的管理

供電企業(yè)應(yīng)當提升電力系統(tǒng)中相應(yīng)技術(shù)人員的專業(yè)化素養(yǎng)與工作能力，增加電力工程技術(shù)人員的責(zé)任感是極為必要的，加強對電力系統(tǒng)技術(shù)人員的管理更是重中之重。為提高人員的專業(yè)化能力與技術(shù)規(guī)范，相關(guān)人員必須加強學(xué)習(xí)研究，掌握先進的電力系統(tǒng)配電線路管理與維護措施，學(xué)會對常見的故障問題識別、分析、判斷。

四、總結(jié)

綜上所述，電力部門在執(zhí)行日常操作時必須使用多種方法來保護配電線路，要注意配電線路可能出現(xiàn)的問題，并在第一時間減少配電線路出現(xiàn)問題的可能性。本研究通過對電力系統(tǒng)配電線路中存在的故障、檢測技術(shù)、相應(yīng)的對策能進行分析，相關(guān)研究成果以期能夠幫助我國電力企業(yè)開展相應(yīng)的工作，從而推動電力事業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。