（国网潍坊供电公司 山东省潍坊市 261000）
摘要：架空输电线路跳闸故障通常是由于受到雷电、覆冰、强对流天气等自然因素的影响而发生，线路跳闸不仅会直接对系统正常运行产生强烈的逆向冲击，而且对绝缘子、导线等也会形成一定程度的破坏，如果得不到及时的维修，很可能导致大范围的电力事故，所以准确定位跳闸位置，并及时找到跳闸原因、提出解决和预防办法是提高电力系统整体可靠性的唯一有效途径。本文主要对架空输电线路跳闸故障进行分析，探究架空输电线路跳闸故障智能诊断的应用。
关键词：架空输电线路；跳闸故障；智能诊断；应用；
对于输电线路来说，在其运行的过程中很容易出现故障问题，做好故障诊断工作是保证供电可靠性的前提和基础。通常情况下，架空输电线路的跳闸故障会直接影响到输电线路的正常运行，采用智能诊断的方式成为一种必然的趋势。
一、架空输电线路跳闸故障原因
1.线路故障情况。在2009-2015年，某电网500kV架空输电线路发生82次跳闸，其中3次外力破坏跳闸，5例风偏跳闸，25次鸟害跳闸，40次雷击跳闸。由此可知，造成该电网跳闸主要原因为雷击、风偏、鸟害。其中，平均每年发生2.5次雷击跳闸，严重影响人们正常用电。如在2014年该地区气温28℃~31℃，大雨伴有雷电，三号线发生跳闸故障，造成该县大面积停电，维修人员立即组织巡视线路，检查雷击情况、异物悬挂情况等，直到17日才恢复供电，故障查找、维修时间长。
2.常见原因分析。首先，架空输电线路多位于山区、偏僻位置，气象条件变化明显，且在经过山区时，随地势高度增加线路走径增高，走廊紧张，跨越档距增大，雷电易绕击导线。其次，架空输电线路周围多有树木，鸟类较多，许多鸟在输电线路的杆塔筑窝，这样，在阴雨天，电线受潮湿鸟窝影响发生短路，造成跳闸。再者，输电线路被盗、违章建房、山区采石等外力引起跳闸。如很多房屋与导线的距离不符合安全标准，导线、房屋摩擦引发跳闸。最后，绝缘子污秽闪络、施工不合理造成跳闸。其中，绝缘子污秽闪络包括绝缘子鸟类闪络、串闪络等，多发生在公路较近、水泥厂线路段。而设计、施工的不合理、不合格导致线路连接螺丝没拧紧等，在风力影响下，线路松动，造成跳闸。
二、输电线路故障诊断系统的应用
1.人工神经网络在输电线路跳闸故障智能诊断中的应用。人工神经网络是一个大规模连续时间动力系统，具有高度的非线性特征，强调分布式存储与并行协同处理信息。尽管单个神经元结构非常简单，功能也非常有限，由大量神经元组合而成的网络系统却可以实现极其丰富的行为。与数字计算机比起来，人工神经网络在集体运算与自适应学习方面具有很强的能力，并具有很强的容错性和鲁棒特性。不但善于综合、联想与推广，还具有像一般的非线性动力系统那样的吸引性、高维性、不可逆性、非平衡性、广泛连接性、自适应性与不可预测性。目前，作为一门边缘学科，人工神经网络已经渗透进包括模式识别、信号处理、智能领域等在内的多个领域，在输电线路跳闸故障智能诊断方面也具有极大的应用潜力，引起了业界的广泛关注，并为解决不便于建立数学模型及非线性问题提供了新的思路。目前，人工神经网络已经开始应用于输电线路跳闸故障智能诊断与分析领域，比如BP网络在故障类型识别方面的应用，Kohonen 网络在故障选存在着进一步的研究空间。
2.模糊理论在输电线路跳闸故障智能诊断中的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆模糊规则突破了传统意义上的分明集的界限，更加接近人的自然表述模式，更易于获取专业知识与专家的经验知识。再借助模糊逻辑推理与非模糊化步伐，模糊系统能够近似表达任何连续函数，并根据数据信息来调整参数，表现出自适应的算法学习能力和全局逼近器特征。因为模糊理论可用来魔术各种不确定因素并具备较强的非线性映射能力，模糊理论在电力系统尤其是输电线路跳闸故障智能诊断方面开始具有广泛的应用潜力。比如说，对相电流、电压进行模糊控制或对故障发生后的正负零序电流作模糊化处理可用来故障选相，还可以利用模糊集可以对警报的不确定性信息进行处理，或者用于处理跳闸故障中电流电压受到诸多影响而呈现的不确定性。
3.模糊理论与人工神经网络在输电线路跳闸故障智能诊断中的融合应用。模糊系统与人工神经网络相比属于两个完全不同的系统，但二者也具有高度相近之处。比如说，均无需模型即可在系统中建立非线性输入输出关系，均采用并行处理结构。但二者的不同也是非常明显的，人工神经网络虽然也可以进行自适应学习，但采用的是黑箱型隐式学习模式，无法便于理解地表达出获取的输入输出关系。与之相对，模糊系统的表达方法很容易被人理解，但自动生成与对隶属度函数、模糊规则进行调整则非常棘手。其中分为了三个单元即传感器线圈检测单元：包括工频负荷电流，工频故障电流，行波电流信号检测等，该单元可稳定工作点，又能将反馈电阻引入的近似误差控制在允许的范围内；数据采集分析单元：对传感器检测的各种信号进行采集、分析和诊断。无线通信单元：上传采集信号处理结果，接受下传参数及控制命令。在无线通信单元的作用下可保证通信的可靠性，既方便又经济而且免维护。目前模糊系统与人工神经网络相结合成为一个研究热点。通过结合两个系统的互补优势，就能够提高整个电力系统对跳闸故障智能诊断的学习与表达能力。根据二者的连接形式与使用功能，可借助松散型、并联型、串联型、网络学习型、结构等价型等结合方式实现二者的相互融合，通过把模糊理论处理跳闸故障电流电压信息的优势与人工神经网络并行处理及高容错性的优势结合起来，就可以在输电线路跳闸故障智能诊断中发挥突出作用。
4.指导输电线路采取防雷措施。由于各区域自然条件和系统设施布局有明显的差别，所以不同区域输电线路的雷击情况并不相同，在采取防雷措施前要准确了解各地区雷击发生频率及雷击严重程度， 并在此基础上确定防雷措施， 这样既可以节省防雷措施所消耗的人力物力和资金投入，也可以针对雷击情况采取有的放矢的措施，使效果更加突出，从而使输电线路的可靠性得到有效提高，雷击定位系统是对输电线路覆盖区域雷击情况进行准确监测的有效工具，可以将区域雷击的情况显示在二维平面上，直接为故障诊断提供参考。但众所周知，落雷密度相对较大的区域受到自然环境改变、下垫面状况不同等因素的影响并不都会在固定时间发生雷击现象，所以需要对雷击避雷线耦合电流和绕击导线但并未发生跳闸现象的电流进行跟踪监测，这样就可以在一定程度上实现雷击定位和雷击角度及雷击可能性的判断，从而实现对雷击跳闸事故发生位置准确判定，并可以对有可能发生雷击现象的区域通过条件改变而影响雷击事故发生的可能性。
随着我国输电线路的快速发展，线路供电能力提高，平均跳闸率降低，但线路跳闸故障维护仍存在一些问题，故障查找、维修时间长，维修难度大。将故障智能诊断系统应用在输电线路中，准确定位故障位置，采集故障数据，分析故障性质，采取及时有效的维护措施，保障线路正常运行。
参考文献
[1]孙超．架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究[J]．科技创新与应用，2014，10（18）：108~110．
[2]彭国清．输电线路故障辨识电磁暂态仿真研究[J]．高压电器，2013，08（16）：92~96．
[3]郭小莜．电网220kV 同塔多回架空线路防雷技术应用[D]．广州：华南理工大学，2015．
论文作者:李金宝,毕盛伟,周昱,范蓁蓁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/19
标签：线路论文; 故障论文; 神经网络论文; 模糊论文; 智能论文; 系统论文; 发生论文; 《电力设备》2016年第6期论文;