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摘 要 电力线路是决定电网是否能够正常运行的重要因素，线路在日常使用过程中极易受到外界因素的影响而导致大面积停电等较严重后果。目前人们对输电线路的故障检测有较多研究，但配电线路的在线故障鉴别问题则少有涉及。本文在阐述配电线路在线故障类型的基础上，提出快速、便捷的故障鉴别方法，并指出有效的故障应对策略。
关键词 配电线路；在线故障鉴别；应对策略
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0123-01
配电线路的结构较为复杂，一旦出现线路故障将会对社会生产及人们的日常生活产生不利影响，导致较大损失。相关工作人員在处理故障时，查找故障点所花费的时间要远远多于实际的故障处理时间。若工作人员能够尽可能地缩短故障点的排查时间，在最短时间内到达故障点进行故障排除，使供电恢复正常，便可以最大限度地降低由于电路故障而导致的损失。因此，对配电线路的故障类型及其鉴别方法进行分析，并提出相应的故障应对方法，具有极其重要的现实意义。
1 配电线路的在线故障类型及鉴别
我国35 kV以下的小电流配电系统大多采用中性点不接地系统，这一配电系统中常见的在线故障类型包括：1）高阻故障，是指架空线路突发性断裂后与高阻抗的地面相接触，或架空线路在正常运行过程中与周围的建筑物、树木等接触，或由于雷击等外界原因而导致的线路故障。2）间歇性故障，是指配电线路在正常运行中发生的间歇性放电现象，部分故障发生时伴有弧光，故障具有短时性及重复性，且每次故障的持续时间具有随机性，若故障后电路中的电流较大，容易出现电弧持续性燃烧，进而导致永久性接地故障。3）单相接地故障，是35 kV小电流系统中最为常见的故障，其主要原因是由于单相断线、树木障碍、线路上的绝缘子单相击穿及小动物危害等，多见于潮湿环境、多雨天气，若未能得到及时处理，可能形成过电压而导致相间短路，扩大故障范围。4）短路，是指配电线路中，相与相或相与中性线的导电部分之间间发生低阻性连接，导致电路中产生明显超过额定电流值的电流，容易引起线路烧毁甚至引发火灾。
当发生线路故障时，可通过观察线路中的电流、电压的变化情况及电压互感器数值对故障类型进行鉴别。高阻故障发生后，故障相的电压有明显下降，非故障相的电压则上升，上升后的非故障相电压低于线电压，此时电压互感器的电压值达到整定值水平，且电压继电器有接地信号反应。单相接地故障状态下，故障相电压值降至0，非故障相电压上升至线电压水平，电压互感器显示100 V电压值。配电线路中发生短路后，故障段线路会出现易于发现的电流变化，若发现某段电路有突发性电流增大则可判定其发生短路故障。间歇性故障由于持续时间普遍较短，容易将故障所引起的电流、电压变化识别为噪声进行处理，此时可通过检测电路中的零序电压信号进行鉴别，若在故障发生后的短时间内，零序电压信号的瞬时变化较大，则可判定其发生间歇性故障。
2 线路故障定位及应对策略
1）故障定位方法。
对于高阻故障及间歇性故障，我们可采取零序瞬时功率定位方法进行故障定位。现以某10 kV配电线路仿真系统（见下图1）为例，分析使用零序瞬时功率方法进行故障定位的步骤。
图1 10 kV配电线路仿真系统图示
图1中，当开关K闭合时，该配电线路即为中性点经消弧线圈接地系统，开关断开时，则为中性点不接地系统。所有线路均为架空线路。
当线路EF段发生高阻故障时，测定各监测点处的零序瞬时功率，可知AB、BE及EF段的零序瞬时功率小于零，其它线路段的测量值均为正值，表明AB、BE及EF段为可能发生故障的线路段。再通过拓扑结构分析，即可得出故障线路段为EF，符合实际情况。若BD段发生间歇性故障，根据测量结果可知BD及AB线路段的零序瞬时功率值为负值，即为负向，与其它线路段的零序瞬时功率方向相反。此时可判定故障段为BD、AB段。在此基础上，利用拓扑分析方法，即可得到BD为故障线路段，与实际相符。
由上述可知，通过检测配电线路发生故障后的零序瞬时功率值，能够准确判定出故障路段。将其应用于工作实践中，能够帮助线路检修人员更快速地定位到故障发生范围，缩小故障检修区域，尽可能地节省故障点查找时间。此外，当发生单相接地故障时，配电线路的母线会出现零序电压，非故障电路的零序瞬时功率由母线流向电路；故障线路段由于较大的零序电流影响，其功率流向为线路到母线。
由此可知，利用零序瞬时功率的方向进行故障线路定位的步骤为：①收集线路中各监测点的零序电压及零序电流；②计算各监测点对应的零序瞬时功率，并判定零序瞬时功率的方向，反向功率即为可能发生故障的线路段；③利用拓扑结构分析方法，并结合监测点在配电线路网中的位置，零序瞬时功率最大的即为故障线路。
2）故障应对策略。
故障检出后，电路检修人员应积极采取有效的处理措施。若确定某配电线路段发生高阻故障，可首先根据零序瞬时功率定位方法，初步确定故障区域；随后在故障区域内，查找架空线路附近是否有较高树木、线路附近是否有高建筑物、确定是否有雷雨天气等；根据查找结果确定故障点及故障原因后，采取相应措施。当发生间歇性故障时，在确定故障线路段后，密切监视故障线路的瞬时电流、瞬时电压及零序瞬时功率等的变化情况，统计间歇性故障的发生频率及持续时间，从而制定最佳的线路维修方案。若发现某配电线路段发生单相接地故障时，应及时通知配电调度人员，通过远程操作转移供电线路，同时派遣运行人员到故障点进行维修处理，最大限度地降低由于电路故障而导致的不利影响。
3 结束语
综上所述，供电系统的正常运作是整个社会实现经济发展及良好运转的根本保障，实现配电线路在线故障鉴别具有重要意义。配电线路在线故障主要有高阻故障、间歇性故障、单相接地故障及短路故障，通过监测电路中的电流、电压及零序瞬时功率，能够快速、准确地进行故障的鉴别和定位，以便及早采取应对措施，提高配电线路在线故障的处理效率。
参考文献
[1]翟进乾.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D].重庆大学，2012.
[2]陈春.电力系统中配电线路运行故障的检修[J].科技创新与应用，2013（29）：166-167.
[3]周廷模.配电线路在线故障识别与诊断方法的研究[J].广东科技，2013（16）：90-91.
关键词 配电线路；在线故障鉴别；应对策略
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0123-01
配电线路的结构较为复杂，一旦出现线路故障将会对社会生产及人们的日常生活产生不利影响，导致较大损失。相关工作人員在处理故障时，查找故障点所花费的时间要远远多于实际的故障处理时间。若工作人员能够尽可能地缩短故障点的排查时间，在最短时间内到达故障点进行故障排除，使供电恢复正常，便可以最大限度地降低由于电路故障而导致的损失。因此，对配电线路的故障类型及其鉴别方法进行分析，并提出相应的故障应对方法，具有极其重要的现实意义。
1 配电线路的在线故障类型及鉴别
我国35 kV以下的小电流配电系统大多采用中性点不接地系统，这一配电系统中常见的在线故障类型包括：1）高阻故障，是指架空线路突发性断裂后与高阻抗的地面相接触，或架空线路在正常运行过程中与周围的建筑物、树木等接触，或由于雷击等外界原因而导致的线路故障。2）间歇性故障，是指配电线路在正常运行中发生的间歇性放电现象，部分故障发生时伴有弧光，故障具有短时性及重复性，且每次故障的持续时间具有随机性，若故障后电路中的电流较大，容易出现电弧持续性燃烧，进而导致永久性接地故障。3）单相接地故障，是35 kV小电流系统中最为常见的故障，其主要原因是由于单相断线、树木障碍、线路上的绝缘子单相击穿及小动物危害等，多见于潮湿环境、多雨天气，若未能得到及时处理，可能形成过电压而导致相间短路，扩大故障范围。4）短路，是指配电线路中，相与相或相与中性线的导电部分之间间发生低阻性连接，导致电路中产生明显超过额定电流值的电流，容易引起线路烧毁甚至引发火灾。
当发生线路故障时，可通过观察线路中的电流、电压的变化情况及电压互感器数值对故障类型进行鉴别。高阻故障发生后，故障相的电压有明显下降，非故障相的电压则上升，上升后的非故障相电压低于线电压，此时电压互感器的电压值达到整定值水平，且电压继电器有接地信号反应。单相接地故障状态下，故障相电压值降至0，非故障相电压上升至线电压水平，电压互感器显示100 V电压值。配电线路中发生短路后，故障段线路会出现易于发现的电流变化，若发现某段电路有突发性电流增大则可判定其发生短路故障。间歇性故障由于持续时间普遍较短，容易将故障所引起的电流、电压变化识别为噪声进行处理，此时可通过检测电路中的零序电压信号进行鉴别，若在故障发生后的短时间内，零序电压信号的瞬时变化较大，则可判定其发生间歇性故障。
2 线路故障定位及应对策略
1）故障定位方法。
对于高阻故障及间歇性故障，我们可采取零序瞬时功率定位方法进行故障定位。现以某10 kV配电线路仿真系统（见下图1）为例，分析使用零序瞬时功率方法进行故障定位的步骤。
图1 10 kV配电线路仿真系统图示
图1中，当开关K闭合时，该配电线路即为中性点经消弧线圈接地系统，开关断开时，则为中性点不接地系统。所有线路均为架空线路。
当线路EF段发生高阻故障时，测定各监测点处的零序瞬时功率，可知AB、BE及EF段的零序瞬时功率小于零，其它线路段的测量值均为正值，表明AB、BE及EF段为可能发生故障的线路段。再通过拓扑结构分析，即可得出故障线路段为EF，符合实际情况。若BD段发生间歇性故障，根据测量结果可知BD及AB线路段的零序瞬时功率值为负值，即为负向，与其它线路段的零序瞬时功率方向相反。此时可判定故障段为BD、AB段。在此基础上，利用拓扑分析方法，即可得到BD为故障线路段，与实际相符。
由上述可知，通过检测配电线路发生故障后的零序瞬时功率值，能够准确判定出故障路段。将其应用于工作实践中，能够帮助线路检修人员更快速地定位到故障发生范围，缩小故障检修区域，尽可能地节省故障点查找时间。此外，当发生单相接地故障时，配电线路的母线会出现零序电压，非故障电路的零序瞬时功率由母线流向电路；故障线路段由于较大的零序电流影响，其功率流向为线路到母线。
由此可知，利用零序瞬时功率的方向进行故障线路定位的步骤为：①收集线路中各监测点的零序电压及零序电流；②计算各监测点对应的零序瞬时功率，并判定零序瞬时功率的方向，反向功率即为可能发生故障的线路段；③利用拓扑结构分析方法，并结合监测点在配电线路网中的位置，零序瞬时功率最大的即为故障线路。
2）故障应对策略。
故障检出后，电路检修人员应积极采取有效的处理措施。若确定某配电线路段发生高阻故障，可首先根据零序瞬时功率定位方法，初步确定故障区域；随后在故障区域内，查找架空线路附近是否有较高树木、线路附近是否有高建筑物、确定是否有雷雨天气等；根据查找结果确定故障点及故障原因后，采取相应措施。当发生间歇性故障时，在确定故障线路段后，密切监视故障线路的瞬时电流、瞬时电压及零序瞬时功率等的变化情况，统计间歇性故障的发生频率及持续时间，从而制定最佳的线路维修方案。若发现某配电线路段发生单相接地故障时，应及时通知配电调度人员，通过远程操作转移供电线路，同时派遣运行人员到故障点进行维修处理，最大限度地降低由于电路故障而导致的不利影响。
3 结束语
综上所述，供电系统的正常运作是整个社会实现经济发展及良好运转的根本保障，实现配电线路在线故障鉴别具有重要意义。配电线路在线故障主要有高阻故障、间歇性故障、单相接地故障及短路故障，通过监测电路中的电流、电压及零序瞬时功率，能够快速、准确地进行故障的鉴别和定位，以便及早采取应对措施，提高配电线路在线故障的处理效率。
参考文献
[1]翟进乾.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D].重庆大学，2012.
[2]陈春.电力系统中配电线路运行故障的检修[J].科技创新与应用，2013（29）：166-167.
[3]周廷模.配电线路在线故障识别与诊断方法的研究[J].广东科技，2013（16）：90-91.