摘要：故障智能诊断技术分为定位技术与识别技术，前者是以分布式行波检测技术为基础，具有独立性，不易受到接地阻抗的干扰，具体的定位模式是先找准区间，再具体精准地定位。故障识别技术则是建立在行波监测技术基础上，凭借获得行波电流并分析其特征来对应达到故障类型鉴定的目的。
关键词：架空输电线路；故障诊断；精确定位；线路跳闸；分布式行波监测；雷击故障；非雷击故障
1架空输电线路故障基本概述
架空输电线在外界空中环境暴露，很容易遭受污秽、风雨、覆冰、雷电等各种自然因素的侵袭影响，进而发生跳闸事故。跳闸事故不但会对架空输电线路系统带来严重冲击，也会直接破坏输电线路中的导线和绝缘子等主要附属设施，为系统运行带来巨大的安全隐患。当前在我国，有关架空输电线路的故障原因辨识监测技术还并不成熟，特别是高精确度的定位技术还有待进一步实用化。虽然目前像国内比较常用的线路参数定位技术与行波定位技术能够在一定程度上实现较高水平的软件算法故障定位，但其准确度有限，还不能实现直接故障原因辨识。因此本文就提出基于架空输电线路的故障智能诊断系统，该系统基于无线通讯技术和分布式监测技术来构建全自动准确监测输电线路故障分析方法，可以说它进一步提高了当前架空输电线路的运行维护水平，因为架空输电线路一旦发生故障，该系统就会准确定位故障点，最大限度缩短故障点查找和故障修复的耗时时间，为及时恢复供电提供了有效保障。另外，它也可以准确辨识架空输电线路中所存在的具体故障原因，指导技术人员开展相关的输电线路技术改造行为，对降低线路故障跳闸率也有一定帮助。
2智能诊断系统的工作原理
2.1故障性质识别原理
在对架空输电线路的故障原因进行分析和识别时，主要分成绕雷击和非雷击。雷击故障主要包括反击和绕击两种故障。而反击故障分别有雷击杆塔分流和绝缘子串击穿。绕击故障，一般绕击的幅值都比较大，雷电流在绕击时直接接入导线，这个时候导线对地的电势会很快的升高，绝缘子会承受非常大的负荷，最终造成架空输电线路出现瞬间闪络的故障。
2.2故障定位原理
智能诊断系统在对架空输电线路故障进行地位时主要采用的分布式故障定位技术，这项技术是在输电线路布置上故障电流信号监测终端装置，其可以把整个输电线路分成不同的路段，其可以记录故障工频和行波电流的运行状态。工频故障电流可以对故障发生的区间进行确定。而行波电流的运行状态，可以很好的提高故障定位的准确度。通过采用这样的故障定位措施，可以很好的克服对故障定位造成不精确的因素，对于进行故障准确定位有着很大的帮助。输电线路故障出现在监测终端之间，也就是监测点1和监测点M＋1之间。这时候通过对监测终端的故障电流信号的方向进行分析，便可以对故障区间进行确定。然后再通过采用具体的逻辑分析，和行波电流的运行状态便可以对故障做到精确的定位。
3智能诊断的构成和应用
这一智能化诊断系统主要由以下三大部分构成：监测终端、数据中心、工作站。具有分层设计、分段布置系统性特点。其中数据中心发挥着WEB服务查询功能，广域网将这三大结构有效链接起来，发挥对故障的智能化诊断。具体的结构图如图1：
图1
监测终端被配置在输电线路中，负责对输电线路故障来临时的监测，具体监测项目为：故障行波电力、谐波电流、故障电流等，有效搜集故障信号，同时将其传给数据中心，数据中心再凭借GPRS和现场终端实现通讯，接受被收集的信号，同时，下传相关控制信息。数据中心会集中分析、处理传来的故障信号，同时，把传来的信息与诊断结果一并入库，集中储存起来、形成信息记录。工作站则成为诊断系统中人机互动的平台，具体任务为：创建监测系统、监测查询过程、分析报表等。任何一次线路跳闸故障，诊断系统都能将瞬态行波电流进行全面、彻底地记录，再根据信息记录来对故障瞬态行波的差异做出科学、合理的分析，从而明确故障类型，当诊断为雷击故障时，则需要深入分析鉴定其属于绕击故障或反击故障。同时，通过分析监测终端的行波数据、GPS时钟数据来对应定位故障点。此智能化故障诊断系统体现出一定的智能性、开放性、精准性，具备积极识别判断输电线路不同故障的功能和作用。在整个的故障诊断系统中，监测终端为最关键、最重要的部分，其具体的设计如下：第一，传感器线圈检测系统。具体的检测项目包括：工频负荷电流、故障电流、行波电流。第二，数据收集分析系统。负责收录、分析并诊断来自于传感器的各类信息、信号。第三，通讯系统。负责对搜集到的信号进行上传并处理，同时接收下传的各类参数、各类控制命令等。
3.1无线通讯单元
为了节省成本、控制费用，可以选择GPRS公共网进行远程监控，通过数据信息的远距离传输进行通讯，而且公共网络系统具有很强的信号辐射能力，能够大面积覆盖各个地域、地理空间，遇到地理位置较为复杂、地形极为特殊的情况，如果网络信号无法触及、覆盖，则应该利用无线数传模块将其同信号区联系起来，形成一个通讯链接，以此来确保信号的全范围覆盖。
当输电线路遭受雷击或其他外力破坏产生故障问题时，安装在线路附近的监测终端则会做出反应，向远方的监测系统发出通讯信号，使数据信息被有效传输至监测系统，监测系统负责对所传来的数据信息进行分析，并对应接收监测系统传来的指令、要求等，在远近监测系统的有效链接下，信息数据实现了有效通讯。
3.2电源系统
电源系统支持故障智能化诊断系统运转的能量源泉，能够维持系统的高效率运转，属于必备系统。所选的电源系统必须能够储备具规模电能，能够长时间在露天工作，而且需要具备实时进行线路电流进行监测的功能。可以选择无线的GPRS模块凭借移动公共网对应传输信息。
3.3传感器线圈测量单元
一般利用传感器线圈来对应测出并鉴别电流类型，例如：工频故障类或行波类，传感器线圈是一种电流测量设备，主要凭借所测电流的磁通势对应判断电流的性质。
3.4数据收集系统
这一系统一般用来收集、收录各类电流信号，例如：工频负荷电流、故障电流等，再途径GPRS网来对应将电流传送到监控中心。这一系统主要由以下部分构成：采集模块、微处理模块、储存模块等。
3.5跳闸故障智能诊断对策
考虑到直击雷绕闪络故障的危害影响性，可以考虑在雷击塔顶绝缘子串闪络前判别行波电流在起始区间是否出现了反极性电流，以此来获取仿真计算及现场数据验证结果。同时还可以考虑架设耦合地线，配合分流耦合雷击电流分析，最大限度降低绝缘子串上承受电压，提高线路整体耐雷水平，同时降低绕击跳闸率。
总之故障识别技术则是建立在行波监测技术基础上，凭借获得行波电流并分析其特征来对应达到故障类型鉴定的目的。智能化故障诊断系统具有多方面的优势特点，一方面能够精准地找到线路故障，精准定位故障，同时，也能有效分析故障原因，能够准确地区分雷击故障与非雷击故障，并对应提出科学的解决对策。
参考文献：
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[3]张璐，杨勇.架空输电线路跳闸故障智能诊断系统与实践应用[J].中国电业(技术版)，2015(02):41-43.
论文作者:王天宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
标签：故障论文; 电流论文; 线路论文; 系统论文; 终端论文; 技术论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第10期论文;