10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測自動定位技術(shù)探究

10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測自動定位技術(shù)探究摘要：10kV配網(wǎng)是我國電力輸送網(wǎng)絡(luò)的重要構(gòu)成部分，在保證電能的安全、正常供應(yīng)上發(fā)揮關(guān)鍵作用。眾所周知，10kV配網(wǎng)電力電纜分布區(qū)域廣泛，所處的環(huán)境較為復(fù)雜，容易受一些不良因素影響而發(fā)生故障。為降低故障造成的不良損失以及影響，電力部門應(yīng)做好相關(guān)技術(shù)研究與應(yīng)用，對故障快速檢測并對故障點(diǎn)進(jìn)行自動定位，派技術(shù)人員達(dá)到現(xiàn)場進(jìn)行故障的排除，及時恢復(fù)供電。本文介紹一種10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測自動定位系統(tǒng)，分析其功能以及構(gòu)成，探討信息傳輸流程，經(jīng)在電力電纜線路中的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，其能很好的滿足10k配網(wǎng)故障檢測與定位要求。關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測自動定位技術(shù)近年來，隨著我國電力事業(yè)的飛速發(fā)展，10kV配網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜。做好10kV配網(wǎng)電力電纜故障的快速檢測與定位，提高故障排除效率，不僅關(guān)系著人們生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行，而且關(guān)系著電力部門的外在形象，因此，電力部門應(yīng)提高認(rèn)識，結(jié)合10kV配網(wǎng)電力電纜故障特點(diǎn)，增加故障檢測以及自動定位技術(shù)的研究投入，為10kV配網(wǎng)電力電纜故障的快速排除提供堅(jiān)實(shí)保障。一、故障檢測及自動定位系統(tǒng)研究背景電能是人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要能源，尤其近年來我國進(jìn)入高速發(fā)展的關(guān)鍵時期，對電能的供應(yīng)穩(wěn)定性要求越來越高°10kV配網(wǎng)是將電能供應(yīng)給用戶的重要基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，重要性不言而喻。實(shí)踐表明10kV配網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，輕則導(dǎo)致電能供應(yīng)中斷，重則引發(fā)安全事故，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。在這一背景下，如何快速的檢測以及定位故障位置，及時恢復(fù)供電，降低經(jīng)濟(jì)損失，成為電力部門工作的重中之重。業(yè)內(nèi)的一些專家也開始將精力放在提高故障檢測以及定位的研究上，并提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GPS行波故障定位、分布式光纖溫度傳感器的技術(shù)。同時，人們研發(fā)出了相關(guān)的故障定位儀器，給10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測及定位提供了有力的基礎(chǔ)支撐（如圖1所示，使用儀器進(jìn)行電纜故障定位的現(xiàn)場）。圖1使用儀器進(jìn)行電纜故障定位但隨著10kV配網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如何實(shí)現(xiàn)故障的檢測及自動定位，降低故障檢測及定位的時間、人工成本進(jìn)一步走進(jìn)了人們的視野。針對當(dāng)前10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測及定位技術(shù)進(jìn)行深入的研究，認(rèn)真分析10kV配網(wǎng)故障中各種參數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)水平，研制一種電力電纜故障檢測以及自動定位系統(tǒng)，更好的滿足電力電纜故障檢測以及定位工作要求。二、系統(tǒng)功能以及構(gòu)成1.系統(tǒng)功能介紹針對配網(wǎng)電力電纜故障類型以及故障發(fā)生后參數(shù)的突變規(guī)律，研制出該故障檢測以及自動定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于現(xiàn)代通信技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)而成，可很好的將電力電纜中的局部放電現(xiàn)象檢測出來，而且具備短路故障的預(yù)警，提前通知管理人員，做好相關(guān)電力電纜狀況的排查。同時，可判斷10kV配網(wǎng)的故障類型，并定位接地以及短路故障位置，為技術(shù)人員盡快的到達(dá)故障現(xiàn)場提供良好指引。另外，該系統(tǒng)可和調(diào)配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好的兼容，可實(shí)現(xiàn)諸多信息的共享，切實(shí)保障10kV配網(wǎng)電力電纜的正常運(yùn)行。2.系統(tǒng)構(gòu)成分析從大的方面來看，該故障檢測以及自動定位系統(tǒng)主要由三大部分構(gòu)成：故障檢測模塊、故障自動分析以及定位模塊、終端模塊。三個模塊之間密切配合共同完成電力電纜故障信息的檢測與自動定位。其中故障檢測模塊主要由內(nèi)置有GPS的檢測裝置組成，負(fù)責(zé)采集與檢測線路信息。這些信息包括高次諧波、局部放電脈沖行波、故障電流、電壓行波等。同時，采集的信息含有時間戳，通過傳輸?shù)焦收献詣臃治鲆约岸ㄎ荒K，可判斷出故障發(fā)生時間。另外，為保證該系統(tǒng)能實(shí)時的檢測到線路中的故障信息，裝置中安裝有30秒掉電保護(hù)電源，尤其在充滿電的情況下可進(jìn)行48小時不間斷的工作。裝置的使用壽命長，在戶外可使用10年。故障自動分析以及定位模塊主要是一些專門的服務(wù)器，負(fù)責(zé)故障信息的接收以及故障數(shù)據(jù)的分析，可承載100條最大線路測試任務(wù)，測距非常高效，通常每個故障信息的處理不超過10s，而且每條線路可保存1000條故障信息數(shù)。工作中服務(wù)器基于接收的故障信息，對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并結(jié)合線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算出故障發(fā)生位置。服務(wù)器判斷出故障位置后便將信息傳輸給調(diào)配自動化系統(tǒng)，直觀的顯示出故障位置。同時，將故障信息發(fā)送給終端模塊，指導(dǎo)技術(shù)人員趕到故障現(xiàn)場。終端模塊主要是用于接收故障結(jié)果的各種終端設(shè)備，如電腦、智能手機(jī)等。技術(shù)人員通過終端模塊瀏覽故障判斷結(jié)果，便可得知故障的類型以及故障發(fā)生的具體位置。三、系統(tǒng)信息傳輸流程系統(tǒng)運(yùn)行中故障檢測模塊檢測到故障信息后，便在短時間內(nèi)將故障信息傳輸給測距服務(wù)器。測距服務(wù)器根據(jù)接收來的信息進(jìn)行綜合的判斷，計(jì)算出故障位置。如現(xiàn)有的故障信息無法判斷出故障位置時，測距服務(wù)器會繼續(xù)接收其他檢測模塊發(fā)送的信息。直到能夠計(jì)算出故障距離，并將計(jì)算結(jié)果存儲到緩沖區(qū)。而后將其對后續(xù)的故障信息進(jìn)行對比、分析，以確定最佳的計(jì)算結(jié)果。獲得最佳的故障結(jié)算結(jié)果后，測距服務(wù)器將結(jié)果信息傳發(fā)送給終端設(shè)備，通知技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)

行處理。同時，將結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)庫中。該系統(tǒng)的信息傳輸流程示意圖如圖2所示：「|也神隔itH「|也神隔itHM匚胃.褂催、牌圖2故障檢測及自動定位信息傳輸流程示意圖四、系統(tǒng)應(yīng)用效果為檢驗(yàn)該系統(tǒng)在10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測以及自動定位功能，為其在實(shí)踐中更好的應(yīng)用推廣奠定基礎(chǔ)，分別在架空線路以及電纜線路安裝該系統(tǒng)，了解其故障檢測以及定位情況。1.架空線路概況及應(yīng)用效果某10kV配網(wǎng)架空線路途徑諸多農(nóng)田，經(jīng)過地域復(fù)雜，發(fā)生接地故障頻率較高且故障點(diǎn)查找難度較大。針對這一情況，在該線路中安裝本系統(tǒng)，并統(tǒng)計(jì)在不同位置故障發(fā)生后，該系統(tǒng)安裝前后的故障定位時間，如表1所示：表1該系統(tǒng)安裝前后的故障定位時間對比故障發(fā)故障定位時間/min生位置安裝系統(tǒng)前安裝系統(tǒng)后故障發(fā)故障定位時間/min生位置安裝系統(tǒng)前安裝系統(tǒng)后緩坡9048平地8540魚塘臨近位置12255住宅區(qū)臨近位置13060平均耗時/min106.850.8通過對比可以看出，未安裝本系統(tǒng)前，對故障的定位平均時間為106.8min,而安裝本系統(tǒng)將故障定位時間縮短至了50.8min，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對故障的檢測以及自動定位，尤其當(dāng)技術(shù)人員接收到故障信息后，能夠快速響應(yīng)，不僅減少了技術(shù)人員的工作量，而且大大提高了故障排除效率，效果非常明顯。2.電纜線路概況及應(yīng)用效果某10kV配網(wǎng)電纜線路處在市區(qū)分支多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為保證電力的穩(wěn)定、正常供應(yīng)，通過安裝本系統(tǒng)，改善原有故障檢測以及定位工作的不足。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)成功的實(shí)現(xiàn)了對故障的檢測與自動定位，使得該市的電力供應(yīng)保障水平提升到了一個新的高度，尤其在降低故障經(jīng)濟(jì)損失上效果顯著。綜合來看，該系統(tǒng)在10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測及自動定位中表現(xiàn)優(yōu)異，因此，可進(jìn)行推廣。另外，為保證該系統(tǒng)更好的應(yīng)用于10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測及自動定位工作中，推廣時電力單位應(yīng)注重相關(guān)細(xì)節(jié)的落實(shí)，結(jié)合自身實(shí)際編制合理的應(yīng)用方案，尤其應(yīng)完善相關(guān)的規(guī)則制度，明確系統(tǒng)應(yīng)用細(xì)則，做好系統(tǒng)的運(yùn)用管理，尤其注重相關(guān)軟硬件的維護(hù)。同時，定期組織技術(shù)人員開展相關(guān)培訓(xùn)活動，邀請技術(shù)專家講解系統(tǒng)工作原理，應(yīng)用該系統(tǒng)注意事項(xiàng)以及細(xì)節(jié)，提高該系統(tǒng)的應(yīng)用水平(如圖3,技術(shù)人員現(xiàn)場講解故障定位知識)。圖3技術(shù)人員現(xiàn)場講解電力電纜故障定位知識五、總結(jié)在當(dāng)前人們生產(chǎn)生活對電能越來越依賴的背景下，保證配電網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行尤為關(guān)鍵?？紤]到10kV配網(wǎng)在配電網(wǎng)絡(luò)中占有重要地位，有必要做好相關(guān)故障檢測以及自動定位技術(shù)的研究，提高10kV配網(wǎng)故障排除效率。本文結(jié)合10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測背景，研發(fā)的故障檢測以及自動定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對故障信息的快速處理，故障位置的快速定位，在實(shí)踐中的應(yīng)用取得了良好