高壓輸電線路短路故障早期檢測(cè)研究

黃小軍 李建輝 寧志海 韓強(qiáng) 劉廣田

摘要：高壓輸電線路的出現(xiàn)能夠?yàn)槲覀兊纳顜?lái)非常重要的影響，同時(shí)由于高壓輸電線路本身的方式以及結(jié)構(gòu)，再加上外界因素的影響，會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)短路故障，通過(guò)分析高壓輸電線路的短路故障，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和檢測(cè)手段，能夠有效提高高壓輸電線路的工作效率。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;短路故障;檢測(cè)

隨著社會(huì)各界的不斷發(fā)展，人們對(duì)用電提出了更高的要求。高壓輸電線路的出現(xiàn)，很好地滿足了人們的用電需求，并且高壓輸電線路廣泛用于日常生活，為我們的生活帶來(lái)了很大的便利。但是高壓輸電線路采用架空線路，因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種線路故障問(wèn)題，不僅有外界因素的影響，還有一些人為因素的影響，針對(duì)這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須及早對(duì)高壓輸電線路的短路故障進(jìn)行檢測(cè)，提出預(yù)防措施，才能有效提高高壓輸電線路的運(yùn)行效率。

1基于小波變換的早期故障檢測(cè)理論

1.1短路故障檢測(cè)現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，短路故障是最為常見(jiàn)的一種故障，因此及時(shí)檢測(cè)出電路系統(tǒng)中的短路故障，并采取有效地保護(hù)措施具有非常重要的意義。目前針對(duì)短路故障檢測(cè)已經(jīng)有了相關(guān)的技術(shù)，并且已經(jīng)取得了一系列的研究成果。傳統(tǒng)的短路故障檢測(cè)方法，包括電流瞬時(shí)值和有效值法來(lái)作為短路故障判斷依據(jù)，由于高壓線路短路故障電流最大值通常發(fā)生在故障以后，并且時(shí)間較短，因此以此為判斷依據(jù)速度較慢。以電流變化率來(lái)作為短路故障特征，利用短路瞬間電流變化的特點(diǎn)來(lái)判斷短路故障發(fā)生，此方法也需要依靠毫秒來(lái)進(jìn)行判斷時(shí)間。因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)電壓和功率的異常變化能夠有效檢測(cè)出電網(wǎng)中的短路故障，該方法的應(yīng)用處理效果較高，采用線路電流波形曲率判斷電路故障，利用電流突變進(jìn)行判斷，是電流突變點(diǎn)的波形，其面值較小容易受到外界環(huán)境的干擾，因此該判斷方法并不可靠。相對(duì)于快速操作結(jié)構(gòu)來(lái)講，以上的檢測(cè)方法檢測(cè)速度略微緩慢。

1.2小波變換原理

本人所提出的小波變換檢測(cè)線路短路故障，在高壓線路短路故障發(fā)生時(shí)，由于負(fù)荷急劇減小，電流幅值的變化非常明顯，因此所獲取的信號(hào)為小波變換，該信號(hào)非常適用于探測(cè)故障信號(hào)，由于電流變化較快而帶來(lái)的瞬態(tài)反常現(xiàn)象，能夠快速獲取短路故障特征。利用多分辨率分析的小波變換，可以將信號(hào)分解成高頻細(xì)節(jié)分量和低頻平滑分量，在分析過(guò)程中可能表現(xiàn)出信號(hào)的奇特性，因此分析結(jié)果非常明了，適合高壓線路短路故障檢測(cè)方法。

針對(duì)高壓輸電線路短路故障的早期檢測(cè)進(jìn)行仿真研究，由于小波變換，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出信號(hào)的突變性，當(dāng)高壓輸電線路發(fā)生短路時(shí)，高壓輸電信號(hào)化發(fā)生改變，小波第四尺度的特征會(huì)發(fā)生明顯變化，針對(duì)該變化可以來(lái)作為主要的短路故障判斷以及，然而當(dāng)高壓輸電線路出現(xiàn)空載合閘、功率補(bǔ)償?shù)惹闆r時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致電流信號(hào)發(fā)生變化，因此選擇合適的故障早期檢測(cè)方法，能夠有效避免高壓輸電線路的運(yùn)行故障。

2高壓輸電線路短路故障分析

2.1自然因素導(dǎo)致的運(yùn)行故障

自然因素也會(huì)引起高壓輸電線路發(fā)生短路故障。例如打雷天氣，打雷能夠?qū)Ω邏狠旊娋€路的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重破壞，主要體現(xiàn)在高壓輸電線路發(fā)生短路故障，出現(xiàn)跳閘或者散落等方面的影響，破壞力非常強(qiáng)，結(jié)合我國(guó)輸電線路統(tǒng)計(jì)，各地區(qū)高壓輸電線路因?yàn)榇蚶滋鞖馑斐傻奶l現(xiàn)象占到了高壓輸電線路總跳閘次數(shù)的一半以上，尤其是高壓輸電線路遭遇到雷擊天氣以后，導(dǎo)致接地電阻數(shù)值過(guò)高，線路反擊而沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻的分流，導(dǎo)致地線失去了屏蔽作用，因此雷電就會(huì)直接繞過(guò)導(dǎo)線，導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)短路故障。另外，由于大部分的高壓輸電線路長(zhǎng)期暴露在外面，遭遇雷擊的概率較大，并且對(duì)于線路的損壞程度也會(huì)最大，雷電釋放出的超強(qiáng)電流會(huì)進(jìn)入到變電站的電力系統(tǒng)，導(dǎo)致整個(gè)電子設(shè)備無(wú)法承受強(qiáng)大的電壓而發(fā)生崩潰，從而對(duì)整個(gè)高壓輸電線路的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

2.2人為因素導(dǎo)致的運(yùn)行故障

人為因素對(duì)高壓電輸電線路的短路故障影響，通常是在有意識(shí)或者無(wú)意識(shí)的狀態(tài)下造成的，盡管現(xiàn)在布置高壓輸電線，通常是在空曠或者人員稀少的地方進(jìn)行規(guī)劃，但是由于高壓輸電線路的覆蓋區(qū)域較廣，不可避免會(huì)接觸到人類的生活區(qū)域，由于人類的日常生活很有可能造成高壓輸電線路發(fā)生短路故障。

3高壓輸電線路的檢修維護(hù)方法

目前代理工作人員經(jīng)常采用紅外線的方式來(lái)對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行檢測(cè)和維修，該方法主要體現(xiàn)在以下幾種形式：

（1）相對(duì)溫差判斷法。該方法主要的利用原理是通過(guò)兩處不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度進(jìn)行對(duì)比，相對(duì)溫度判斷法由于沒(méi)有來(lái)自外部條件和內(nèi)部因素的干擾，因此經(jīng)常用于判斷電流型制熱設(shè)備的故障問(wèn)題。

（2）表面溫度判斷法。這種高壓輸電線路的檢測(cè)方法需要提前對(duì)目標(biāo)設(shè)備的表面溫度進(jìn)行測(cè)量，超出限制范圍的溫度進(jìn)行甄別，該方法的應(yīng)用范圍不是特別廣泛。

（3）同類比較法。該檢修的維護(hù)方法，最大特點(diǎn)就是對(duì)同一高壓輸電線路進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)的范圍只能是電流制熱或者電壓?jiǎn)栴}，通常是由于工作人員在觀察和對(duì)比兩種不同線路運(yùn)行狀況之后，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷。

（4）熱譜圖分析法。該檢測(cè)方法是最為精確的一種檢測(cè)方法，主要的利用原理是通過(guò)電熱導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)行故障分析時(shí)，處于正常運(yùn)行和非正常運(yùn)行狀態(tài)下的熱成像圖譜，根據(jù)熱成像圖譜能夠?qū)υO(shè)備存在的故障進(jìn)行判斷。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高壓輸電線路在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些短路故障，可能是由于自然天氣造成，也可能是人為破壞，然而高壓輸電線路一旦發(fā)生故障以后，很有可能會(huì)對(duì)人們的用電安全造成安全隱患，嚴(yán)重影響了人們的正常生活和工作，因此高壓輸電線路的安全問(wèn)題一定要重視，相關(guān)部門(mén)要做好高壓輸電線路短路故障的早期檢測(cè)，確保整個(gè)輸電線路能夠正常運(yùn)行，為人們創(chuàng)造一個(gè)安全便利的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]崔本麗，蘭生，黃晶晶，種佳麗.高壓直流輸電線路兩極短路接地故障測(cè)距研究[J].電力科學(xué)與工程，2017：13-18.

[2]王建業(yè).高壓輸電線路的故障測(cè)距方法研究[J].電工技術(shù)：理論與實(shí)踐，2016：123.

[3]施源.高壓交流輸電線路故障檢修技術(shù)研究[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018：227.

華北油田管理局有限公司電力分公司? 河北省? 任丘市? 062552