高压架空输电线路的故障测距方法 叶锡元
高压架空输电线路的故障测距方法
运营探讨高压架空输电线路的故障测距方法贾亦敏（国网江苏省电力有限公司仪征市供电分公司，江苏当电力系统中的传输线路发生故障时，要想有效减轻巡线的负荷，就必须对故障进行定位，这样既可以又可以有效提高运行的可靠性，同时也可以迅速恢复供电，因此，重点对高压架空输电线路的故障定位与测距进行了研究。
输电线路；可靠性；高压架空输电线路；测距方法Fault Location Method of High Voltage Overhead Transmission LineJIA Yimin(Yizheng Power Supply Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., YizhengAbstract: When the transmission line in the power system fails, in order to effectively reduce the load of line inspection, the fault must be located, which can not only save a lot of human and material resources, but also effectively improve the reliability of operation. At the same time, it can quickly restore the power supply, but also reduce the overall economic loss caused by power failure. This paper focuses on the fault location and location of high voltage overhead2.3 故障测距必须能够适应多种类型的故障由于各种原因，高压架空输电线路容易产生不同的故障，其中包含了多种类型的故障，如短路故障，其故障类型有单相接地和两相短路等。
高压架空输电线路的故障测距方法探讨
高压架空输电线路的故障测距方法探讨摘要：对高压架空输电线路进行准确的故障测距是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一。
为此，文章比较全面地介绍了国内外在此方面的发展历程和研究现状。
根据各测距算法采用的原理不同，将现有的各种测距算法分为行波测距、单端测距和双端测距三类，然后逐类对各种算法的理论基础和应用条件上进行了分析、对比和讨论，并在此基础上总结得出了各测距算法的优点及存在的问题，指出了每种测距算法的适用范围和应用局限性。
最后，对高压架空输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。
关键词：综述；高压架空输电线；故障测距方法引言随着电力系统规模的扩大，高压远距离输电线路日益增多。
高压输电线路分布范围广，穿越地区地形复杂、气候条件多变，容易导致故障的发生。
尤其是闪络等瞬时性故障占90%～95%，而这类故障造成的局部绝缘损伤一般没有明显的痕迹，给故障点的查找带来极大困难。
国内外都发生过由于输电线路故障而诱发的电力系统瓦解事故。
如果能快速、准确地进行故障定位，及时发现绝缘隐患，就可从技术上保证电网的安全运行，具有巨大的社会和经济效益。
长期以来，高压输电线路的故障测距受到普遍重视。
一、高压架空输电线路的故障测距方法（一）阻抗法1、利用单端数据的测距法单端阻抗法利用线路一端的电压电流信号以及相关参数来计算故障距离。
为不失一般性，假设输电线路为均匀线，线路参数恒定。
可以进一步细分为：解一次方程法，解二次方程法，零序电流相位修正法，零序电流幅值修正法，故障分析法，微分方程法以及基于微分方程的电流相位修正法，基于分布参数模型的测距算法。
此外还有高阻接地故障测距算法等其他的故障测距方法。
通过对单端测距算法的分析，单端测距算法还存在一些问题：1）不可避免过渡电阻和受端的系统阻抗变化对测距精度的影响；2）算法作出了一定的假设（测量端电流与故障点电流同相位，过渡电阻为纯阻性），假设与实际的差距会影响测距的精确度；3）算法存在伪根问题和迭代法的收敛性问题。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路故障测距是指在高压架空输电线路发生故障时，通过一定的方法确定故障发生的位置的过程。
在实际的运行中，由于种种原因，高压架空输电线路可能会发生各种故障，包括短路、接地故障、绝缘破损等。
及时准确地确定故障的位置，有助于迅速采取措施进行修复，保证电网的稳定运行。
高压架空输电线路的故障测距方法主要包括差动测距法、冲击波测距法、电流互感器测距法和电压互感器测距法等。
下面将对这几种常用的方法进行介绍。
1. 差动测距法：
差动测距法是利用电流互感器将线路分为若干段，当线路发生故障时，通常会产生故障电流。
通过测量各段的电流大小和相位差，可以确定故障发生的位置。
差动测距法具有测量精度高、实施简便等优点，但需要在线路上安装大量的电流互感器，成本较高。
2. 冲击波测距法：
冲击波测距法是利用线路上发生故障时产生的冲击波信号的传播速度来测量故障的位置。
通过在故障发生处发送冲击波信号，并在各个测距点接收到信号的时间差，利用信号传播速度来计算故障的距离。
冲击波测距法需要精确定位测距点，并且对线路的故障类型有一定的要求，但测距精度较高。
3. 电流互感器测距法：
电流互感器测距法是利用线路上故障电流通过电流互感器产生的电磁场来测量故障的位置。
通过在线路上放置多个电流互感器，并测量每个互感器所产生的电磁场强度，可以通过计算来确定故障的位置。
电流互感器测距法需要大量的电流互感器并对其进行精确校准，但测距精度较高。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法高压架空输电线路是电力系统中非常重要的组成部分，其故障对电网运行安全和稳定性都有很大的影响。
及时准确地测距故障点对于维护输电线路的稳定运行至关重要。
本文将介绍高压架空输电线路故障测距方法，希望能够为相关领域的工作人员提供一些参考和帮助。
一、故障类型在高压架空输电线路中，常见的故障类型包括短路故障、接地故障和开路故障。
短路故障是指两相或三相之间产生了短路故障，导致电流过大，甚至造成设备损坏。
接地故障是指导线或设备与地之间发生接地故障，可能导致电压不平衡和设备过载。
而开路故障是指导线断裂或设备失效，导致电路断开，影响正常供电。
二、故障测距方法1. 巡视法巡视法是一种最为简单直接的故障测距方法。
工作人员通过现场外观巡视和设备检查，寻找出现故障的迹象和线路上的异常现象，从而初步确定故障位置。
此方法适用于跳闸或跳闸后无法合闸的故障情况，有利于快速定位故障点。
2. 试跳法试跳法是通过在正常情况下连通的设备上进行试跳，观察故障设备的跳闸情况，从而确定故障的位置。
该方法需要工作人员对设备进行精确的操作，需要具备一定的经验和技能。
而且在试跳过程中需要注意安全，避免对现场人员和设备造成损害。
3. 波形比对法波形比对法是通过对正常波形和故障波形进行比对分析，确定故障点的位置。
这种方法需要利用故障录波装置对线路的波形进行录制和比对，从而找出波形发生异常的点，即可判定为故障点。
4. 电压法电压法是通过检测输电线路上的电压变化，来判断故障点的位置。
通常在发生接地故障时，会产生电压下降，而短路故障则会导致电压上升。
根据电压变化的规律，可以初步确定故障点的位置，然后通过定位设备进行精确测距。
6. 故障录波法为了更精确地确定高压架空输电线路上的故障点位置，通常需要借助一些专门的设备。
常见的故障测距设备包括：1. 故障指示仪故障指示仪是一种便携式的设备，可以直接测量输电线路上的电压和电流变化，从而确定故障点的位置。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法随着电力行业的快速发展，高压架空输电线路已经成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
由于自然环境因素和人为因素，高压架空输电线路的故障屡有发生，给电力系统的正常运行带来了不小的困扰。
如何快速、准确地对高压架空输电线路的故障进行定位成为了当前电力行业急需解决的问题。
对高压架空输电线路的故障进行测距定位是指通过一定的测距方法精确计算出故障点距离某一参考点的距离。
根据国家电力部门的标准，测距的误差不得大于10%。
高压架空输电线路故障测距主要用于故障查找和线路巡视等工作。
下面将介绍一些常见的高压架空输电线路的故障测距方法。
一、时域反射法时域反射法是一种常用的高压架空输电线路故障测距方法。
这种方法利用电磁波在导线中传输的原理，通过测量反射波的到达时间和反射系数来计算出故障点的距离。
时域反射法的优点是测距精度高、测距范围广，但需要先对线路进行较复杂的建模和计算。
二、电流法电流法是一种直接测量故障点处的故障电流来判断故障位置的方法。
在高压架空输电线路中发生短路故障时，故障点处会产生较大的故障电流，通过测量故障电流的大小和方向，可以较为准确地确定故障点的位置。
这种方法需要采用比较昂贵和复杂的设备，且只适用于短路故障的测距。
三、波形比对法波形比对法是一种利用故障点处故障波形特点与参考波形进行比对来计算故障距离的方法。
该方法适用于各种类型的故障，可以通过分析波形的特点来确定故障位置。
这种方法需要较高的专业知识和丰富的经验，且对设备的要求也比较高。
四、电磁波法以上介绍的几种高压架空输电线路的故障测距方法各有优劣，适用于不同类型的故障和工作环境。
在实际工程中，我们可以根据具体情况选择合适的方法来进行故障测距工作。
无论采用何种方法，高压架空输电线路的故障测距应该遵循准确、快速、安全的原则，以确保电力系统的正常运行。
随着科学技术的不断发展，相信在不久的将来，会有更多更先进的方法出现，为高压架空输电线路的故障测距工作提供更好的技术支持。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法是指通过一系列的测量和分析手段来确定故障发生的位置，以便及时采取修复措施，保证电网运行的安全和稳定。
下面介绍几种常用的高压架空输电线路故障测距方法。
1. 直接法：该方法适用于短路故障的测距。
首先断开故障点两边的开关，然后将一只电压表与故障线路的A相和故障点相连，再将另一只电压表与故障线路的B相和故障点相连，测量两只电压表的读数，根据电流方向和电压大小可以确定故障点的位置。
4. 超声波法：该方法适用于高压输电线路的测距。
通过超声波传感器对故障点附近的高压线路进行测量，根据超声波在空气中传播速度的特性，可以确定故障点的位置。
高压架空输电线路的故障测距方法主要包括直接法、电阻法、反向法、超声波法和红外测温法。
这些方法各有特点，可以根据故障类型和实际情况选择合适的方法进行测量。
但无论使用何种方法，都需要准确的测量数据和专业的分析技术支持，以保证故障测距的准确性和可靠性。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法主要是通过检测故障点处电流和电压的变化来判断
故障的位置。
下面介绍几种常用的故障测距方法。
1. 交流谐波法：该方法是利用故障产生的谐波信号进行测距。
当电力系统发生故障时，故障点处会产生谐波，谐波信号会沿线路传播，并逐渐衰减。
通过测量线路上不同位
置处的谐波信号强度的变化，可以大致确定故障位置。
2. 电阻测距法：该方法是通过测量故障点处的接地电阻来确定故障位置。
对于单相
接地故障，将线路的一端短路，然后测量接地点到短路点的电阻值，通过计算可以得到故
障距离。
对于双相接地故障，可以通过同时测量线路的两个相位的接地电阻值来确定故障
位置。
4. 电流比率法：该方法是通过测量故障点处电流与终端处电流之比来确定故障位置。
当发生故障时，故障点处电流的变化会导致线路上其他位置电流的变化，在测量线路上不
同位置处的电流比率后，可以通过计算来确定故障位置。
除了以上几种方法，还有一些其他的故障测距方法，如相位比对法、波阻抗法等，都
是根据不同的原理和测量参数进行故障位置的确定。
这些方法各有优缺点，可以根据具体
情况选择适合的方法进行故障测距。
在实际应用中，通常结合多种方法来提高故障测距的
准确性和可靠性。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法摘要：由于各种因素的影响，高压架空输电线路很容易出现故障问题，而这些故障的发生都有其自己的特点，这在一定程度上就使得故障测距方法的标准要求更加的严格，只有采用合理的方法有效的将高压架空输电线路出现的故障进行合理的解决，就能够使得高压架空输电线路可以正常而高效的运行。
本文就主要针对高压架空输电线路的故障测距方法进行了简要的分析，仅供同行交流。
关键词：高压架空输电线路；故障问题；测距方法高压架空输电线路的运行有着自身的特色，在一些因素的影响下，其如果发生故障问题，则很难有效的进行故障测距，这就需要高压架空输电线路的故障测距方法能够进行有效的改进，在研究的基础上将故障测距方法的应用水平进行有效的提升，从而使得高压架空输电线路可以正常的运行，这样就能够使得电力系统能够更为可靠的供电，而且运行的稳定性也会相应的提升。
下面本文就针对高压架空输电线路的故障测距方法进行深入分析。
1高压架空输电线路对故障测距的要求1.1故障测距必须能够适应各种结构和配置的电力系统在针对高压架空输电线路进行故障测距的时候，可以采用的方法主要为单端法以及双端法两种。
其中，单端法主要就是针对线路一端的电压以及电流进行测量，但是这种的方法目前还会严重的受到电阻的干扰，使得在进行测距的时候，还需要先做出一定的假设，但是计算的结果并不精确。
另外，在对端系统的抗阻出现变化的时候，也会使得单端法的计算结果出现较大的偏差，无法保障精确度。
而在伪根的影响下，单端法这种测量方法所得出的结果也不会准确。
但是单端法在实际的应用中，也具有一定的优势，这种测距方法对于下路两端系统的要求相对较低，可以在系统的薄弱环节中进行有效的故障测距。
1.2故障测距必须考虑采用合适的线路模型针对电力系统进行稳态分析的过程中，需要合理的应用到参数集中的线路模型。
依据该模型来对故障测距进行探究，从而可以了解到，在输电线路较短的情况下，应用参数集中的线路模型，则测距结果的偏差并不会很大，而在输电距离不断扩大的情况下，测距误差也会相应的增加，这就使得一些长距离的输电线路无法有效的确保其故障测距的精确，因此，在进行故障测距的过程中，需要能够充分的考虑到各种线路模型的线路长度要求。
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高压架空输电线路的故障测距方法叶锡元
发表时间：2018-12-21T10:20:33.443Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：叶锡元
[导读] 摘要：架空线路是目前电力能源供应的主要方式，随着高压架空输电线路日益增多，输电线路故障问题也频繁出现，对电力系统运行造成影响。
（广东电网有限责任公司东莞西区供电局广东东莞 523960）
摘要：架空线路是目前电力能源供应的主要方式，随着高压架空输电线路日益增多，输电线路故障问题也频繁出现，对电力系统运行造成影响。
由于输电线路分布广及穿越复杂地形，容易出现故障；且当架空线路出现故障时，如逐条线路实施排查，效率低，不能对故障及时排除，容易引发一系列连锁反应。
实施有效措施对故障进行快速诊断可有利于故障排除，对保障电力系统正常运行将发挥重要作用。
高压架空输电线路故障测距方法的使用可快速对故障点进行诊断，有利于故障排除。
关键词：高压架空输电线路的故障测距方法
一、架空输电线路故障概况及分析
具体来讲，关于高压架空输电线路的故障类型主要包括单相、两相等短路故障。
就发生频率来讲，单相短路故障的发生率约占据总故障事件的65%以上，其中，三相故障发生概率最小，约占5%左右，但该类故障一旦发生，将对整个电路系统造成严重影响，如烧毁电力元件等，故障不能及时排除，容易引起较大经济损失。
关于输电线路发生故障的原因主要是绝缘子被外力等因素击穿而引起接地故障所致。
除此之外，天气原因、地理因素也是常见的故障原因，如雷电、大风等引发线路及电气元件损坏而引发故障。
此外，腐蚀也是线路故障发生的主要原因，实际线路保护中应引起重视。
二、架空输电线路故障测距原理及方法
对于架空输电线路，故障类型主要包括单相接地故障、相间短路故障、两相短路接地故障等。
长期以来，对于故障的诊断主要依靠人为巡检方式发现故障及排除。
而随着微机及微处理技术的应用，一些架空线路故障测距装置的使用很大程度上解决了故障无法及时发现及排除的现状。
关于故障测距，方法主要有阻抗法及行波法，具体如下。
（一）阻抗法
阻抗法主要是依据电路在故障时所测量所得的电压、电流计算故障回路阻抗，以便确定其故障位置及实施处理，其主要原理是利用线路长度与阻抗成正比的原理所得。
该种测量方法原理简单、造价低及不受通行条件限制等优点，一直是各学者关注的重点。
但，该种方式主要缺点在于精度不高，无法准确对故障点实施定位。
而基于现有技术，如通信技术、GPS技术的应用，使得采用阻抗法实现输电线路故障测距精度的提升提供了技术保证。
（二）行波法
行波法测距主要是依据行波理论实现故障测距的方法，主要有单端算法及双端算法。
如当电路发生故障后，从母线向故障点传播的行波实现折返，从而可以利用传播实现与故障距离成正比而实现测距的目的。
测试原理如公式（1）所示。
由于该方法测试较为准确，且可以实现对故障点的快速判断，可在实际高压架空输电线路故障测距中使用。
（1）
其中，XS为故障距离；v为波速度，Ts1为故障点初始行波到达母线时间，Ts2为故障点发射波到达母线时间。
双端行波法测距原理与单端行波法测距原理存在不同，即双端算法测距主要是依靠故障点所产生的行波第一次到达两端的时间差实现测距，测距原理见公式（2）所示：
（2）
其中，XS为故障距离，v为波速度；Ts1为故障点到达母线一端的时间；Ts2为故障点到达母线另一端时间，L为线路长度。
（三）固有频率法测距
（1）固有频率法测距的基本原理
最早在1979年，Swift发现故障行波的频谱与故障距离及线路终端的结构有关，即:在一系列频率成分组成的行波频谱中，这一系列频率成分称为故障行波的固有频率，其中最低频所占的比重最大，称为行波频谱的主成分。
在线路终端为理想的开路或者短路状态的情况下，行波频谱的主成分与故障距离之间有确定的函数关系。
该研究局限于线路终端两种极特殊的情况下的故障定位，所以Swift的研究结论仅仅是固有频率法测距的雏形。
线路终端为任意阻抗值条件下的故障距离和系统终端阻抗、行波固有频率之间的关系，使得利用行波固有频率的测距方法得到了完善。
（2）固有频率法测距的研究现状
利用固有频率法测距，无论应用场景是交流线路还是直流线路，都需要提取出精确的固有频率，目前提取行波固有频率的算法主要有傅里叶变换、多信号分类算法、小波变换，在此基础上，利用信号的时频相关性，先在频域确定行波频谱的主成分，再在该频率的邻域内确定行波信号的周期来得到更为准确的频率值。
文献[43]先利用经验模态分解算法处理信号得到故障测距所需的行波成分，再在该成分中提取固有频率，减弱了频谱混叠对测距的影响。
直流输电线路的边界比较复杂，因此对终端阻抗的处理方式对测距精度有比较大的影响。
将固有频率法应用于直流输电线路的故障定位中，该文献对线路终端阻抗的处理是把线路终端对高频分量而言看作是开路的，线路终端对低频分量的作用看作使其发生偏移。
没有对线路终端的作用进行理论分析，而是利用神经网络的方法训练得到了测距结果。
对线路终端阻抗的影响进行了量化分析，计算得到了行波主频率下的终端反射角，通过行波主频率和反射角计算出故障距离。
在柔性直流输电线路中固有频率法的适应性。
三、故障测距方法比较及应用趋势分析
前面，对架空输电线路测距方法及原理进行分析。
对于高压架空输电线路及现有测距技术而言，利用微分方程直接在时域中求解是最为直接的方式，这是现有高压架空电线故障测距的主要方式。
（1）具体来讲，如利用电感、电容及电阻等参数，并用线路两边的电气量计算沿线电压分布而实现对故障距离的测试属于单回线时域测试法的一种。
利用双同线环流网及两侧系统无关及电压为零的点而对线路两侧
电流进行计算而对线路电压分布情况进行计算，从而实现测距的目的则属于双同线测距法。
此外，利用电大及电流分布量直接从两端计算电压分布，从而对故障点实施定位则属于直流输电线路时域测试法。
以上三种方法可对高压架空输电线路故障位置实施准确诊断，有利于故障诊断效率的提升及使电路能够尽快恢复运行，对电力运输及保证人们生活与工业生产具有重要价值。
（2）前面对输电线路故障点定位诊断方法进行了说明，而目前计算机编程技术、智能自动化技术及通信技术的发展为实现对高压架空线路故障诊断提供了技术保证及支持。
例如人工神经网络技术的应用能利用下路电压、电流分量为神经网络输入量，能够实现对故障位置的判断与故障类型的诊断。
再如，专家系统的利用可利用现有数据库，结合各监测仪器所测得电气数据，可以实现对故障类型的诊断，在后期输电线路故障分析与诊断中具有一定的价值。
此外，智能化技术的应用也是后期输电线路故障点诊断及排除的主要技术，如利用智能化技术能够根据各电路实际情况实施自动报警，能够实现对线路故障的提前排除，对于减少线路故障的发生具有重要价值及意义。
四、结论
高压架空输电线路的精确定位是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一。
现有的各种测距算法各有其优缺点，都有需要进一步解决的技术问题。
行波测距法由于其行波故障分量的提取和计算，故障行波到达时间的精确确定等问题，以及行波测距装置投资成本高，维护较困难使其普及应用受到限制。
单端测距算法在原理上无法消除过渡电阻和对侧系统阻抗变化的影响，测距精度较低。
随着通信和计算机技术的发展，双端测距算法成为一种发展趋势，但其算法自身的适应性和剔除伪根判据等是目前亟待解决的问题。
随着装置在实际运行中的不断总结和完善，两端数据不同步的测距算法将更加优越，具有较大的工程使用价值。
参考文献
[1]全玉生,杨敏中,王晓蓉,等.高压架空输电线路的故障测距方法[J].电网技术,2017,24(4):27-34.
[2]束洪春.基于分布参数线路模型的架空电力线故障测距方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017.。