研究电力线路在线巡视监测及故障精确定位

张淏淩

（国网江苏省电力有限公司兴化市供电分公司江苏兴化225700）

摘要：电力线路的在线监测和故障精确定位一直以来是我国智能电力线路的技术发展基础，前者的主要作用在于对电力线路进行全面的实时检测，以便于工作人员找到供电系统运行时的隐患故障；后者主要是在找出故障后帮助维修人员对故障原因进行精确的定位，并尽快对故障进行维护处理，最大程度的减少对居民正常用电的影响。

关键词：电力线路；在线巡视监测；精确定位

一、电力线路在线巡视监测原理

输电线路在线巡视结构主要分为三个部分：光纤通信网络、杆塔终端系统以及后台主机系统。光电分离技术和通信技术的光纤通信网络可以实现红外图像信息以及可见视频图像的传输。杆塔终端系统包括六个模块，分别为可见视频监控模块、红外感知模块、杆塔功能模块、红外成像模块、杆塔终端机模块以及气象监测模块。它主要用于实现监测数据的采集和处理。后台主机系统主要用于实现网络以及全线杆塔终端设备的统一管理、调度、控制工作，并记录控制中心的相关数据信息和操作状况，当出现故障时进行警告，防止意外事故的发生。

二、电力线路的在线巡视

2.1人工巡视

巡视人员对电力线路进行检测时，利用一些如摄像机和红外线成像仪等智能设备来进行的一种行为，即是电力线路人工巡视。人工巡视的成本偏高，尤其是在一些偏远区域，由于情况比较复杂，需要人工成本费用更高。人工巡视类型主要包括日常巡视、防污闪特巡、防风防汛巡、高温巡视及红外测温等，其巡视范围主要包括整个供电系统的电力线路设备的运行状态、外观及连接状态，及电力设备的杆塔、拉线等区域，但是这种巡视方式对电力线路的整体运行状态不能实时监测。

2.2无人机巡视

通过无线遥控、无线电遥控设备或自身的控制程序，来操控无人驾驶飞行器的这种行为，即是无人机巡视。其中飞行器中可以携带一些设备，比如可见光、红外热成像仪、紫外线成像仪等，这样能够对输配电线路进行精确检测。一些检测精度较高的无人机还能进行定点悬停检测，因而使观测视场角小，地面人员检测距离小的问题得以改善。除此之外，应用无人机技术不像直升机巡视那样需要花费高昂的费用，同样安全风险也相对小很多。

2.3电力线路的在线监测技术

当遇到上述两种方式都出现漏洞的情况，相关技术人员便提出巡线机器人这一概念，并在实际中对其进行了应用。这种技术包括高空飞行机器人和沿线爬行机器人两种监测方式。在实际应用高空飞行机器人的过程中，出现了包括电力杆塔的适应识别困难、高空飞行的适应困难等一系列的问题，而沿线爬行机器人则在跨越障碍、多传感技术及导航定位技术方面出现了不足，所以现阶段巡线机器人技术仍然有着很多缺陷和不足之处。

此外，社会上也对电力线路状态的在线监测技术进行了极大的关注，主要是在运行环境监测、机械类检测和电气类检测等方面。这类检测状态系统一般采用GPRS技术，但在传输数据这一块仍存在缺陷，由于传输数据的容量比较小，就无法在电力线路巡视实时检测的同时使特定要求得到很好的满足，所有它只能监测一些重要的特定电力线路。在一定程度上电力线路状态的在线监测不仅可以帮助工作人员减轻工作量，而且在工作人员在做出某些决策时可以为其提供参考。

可分布监控、集中管理、及时通知型智能化故障管理系统等几个部分组成在线监测系统设计。这一设计系统把线路故障监测和实时通讯技术融合在一起，不仅有着能传输信息到手机和计算机上的功能，而且还能提高故障定位和查询的效率。监测电路、分析算法、触发电路等几个部分组成了监测终端，监测终端负责线路数据检测这一块，并对通讯主机进行相应的配置，而且能够即时的将采集的数据的传输到监控中心。在线路出现接地故障、短路故障、过流等情况下，可以利用各种线路故障检测技术，实时监测线路运行情况，采集特征数据，并将数据传送到监控中心，最后通过监控中心自动发信数据至手机终端上。

三、关于电力线路的故障精确定位

3.1关于故障的测距方法

智能电网建设已经成为现代电力企业发展过程中必经之路，而在建设期间，超/特高压远距离大容量输电线路数量若仍以传统的数量为主，根本无法保证其其电网负荷要求，所以电路数量需要随着电网的建设而增加。线路的增多使得线路故障发生频率也明显增多，为了有效、快速找到精准的故障位置，可以利用测距方法解决线路多、测点多而引起的难以确定位置问题。该方法应用时要注意：系统操作性能与电力线路特征数据相对明显，则可以利用函数进行电压及电流量计算，根据计算数据便可对故障位置分析。测距方法操作简单，能够为相关维修人员提供一手位置信息，但是由于该方法在使用中容易受系统阻抗与过度阻抗等因素干扰，导致计算数据与实际电压、电流量数据存在误差，因此该方法还有待进一步完善。

3.2关于故障的选线方法

电力线路的故障选线通常被分为两大类，一是通过向外增加信号，二是通过改变电气的含量，两种方法都比较常见。在实际应用中，如果检测到母线的电压最小值比规定值要大，一般需要维修人员依次对电力线路进行拉闸来选择故障路线，但是该种方法的弊端在于会使得正常电路出现断电故障，容易发生安全事故并且会降低电力设备的使用寿命，不利于设备的管理和保护。

3.3馈线自动化技术

近年来，馈线自动化技术得到快速的发展，馈线自动化应用上有就地控制方式和远方控制方式。前者主要通过重合器和各分段断路器来进行故障判断，包括多级重合器、重合器和分段器结合、重合器与自动配电开关结合等方案，不需要主站控制，具有成本低见效快的优势，但是这种方法的开关设备过于复杂不适用大部分工作区域，给维修人员带来了一定的困难；后者主要通过负荷开关和FIU系统来实现，通过FIU将现场故障信息发至主站再由主站对故障进行定位分析并控制开关。此外，FIU在基于故障电流状态差动的原理上，可以作为各分段断路器的馈线保护，表现为当主保护拒动时，变电站开关会跳开然后由配电网系统进行分析判断，以远程遥控的方式来隔离故障并尽快恢复故障区域的正常供电。当前我国已经提出了一种在线判断故障的系统措施，该系统的工作原理是通过在配电网的分段开关安装的FIU与配电网控制中心的SCADA系统相结合，构成一个高性能的配电网自动化系统，从而对故障进行准确定位，在完善了现有检测方法结果的基础上，也提高了电力线路的安全性和稳定性，当检测线路中出现了故障特征不明显的情况时，该智能检测系统还能够针对问题进行分级结构的判断，在很大程度上提高了电力线路故障定位的精确性，适合我国大部分电力企业使用。

结语

电能是社会发展中消耗量非常大的一种资源，对国家的经济发展，人们的生活水平都有着良好的促进作用，因此，电力企业中系统运行的稳定性、安全性以及可靠性已经成为国民共同关注的焦点，加强电力线路在线巡视检测及故障精确定位技术的应用，是为电能输送过程中能够拥有更加安全的输送渠道而奠定基础保障，能够保证在线路发生问题的第一时间给予解决，缩短维修时间，提高运行效率，促进电力企业更稳定发展。

参考文献：

[1]谢永辉，朱建，王涛.电力线路在线巡视监测及故障精确定位分析[J].通讯世界，2016.

[2]姚瑶.基于输电线路在线巡视系统的智能预警技术研究[D].华中科技大学，2014.

作者简介：

张淏淩（1991.07）男，籍贯：江苏兴化，名族：汉，职称：助工，单位：国网江苏省电力有限公司兴化市供电分公司。