配电线路故障指示器入网专业检测方案
配网设备配电线路故障指示器自动检测研究
配网设备配电线路故障指示器自动检测研究摘要：当前现有的配电线路故障指示器检测方法存在一些问题和挑战，如依赖人工巡检、检测效率低等。
针对这些问题，本文提出了一种基于机器学习算法的自动检测方案，通过数据采集与预处理、特征提取和选择、基于机器学习算法的故障检测模型构建等步骤，实现了对配电线路故障指示器状态的自动识别和监测。
关键词：配电线路；故障指示器；检测方法1、配电线路故障指示器概述配电线路故障指示器是一种用于检测配电线路故障的设备，其主要功能是实时监测电力系统中的故障状态，并通过指示灯或其他信号方式向操作人员提供故障信息。
这些故障指示器通常安装在配电线路的关键位置，能够快速准确地检测故障事件，提高电力系统的可靠性和安全性[1]。
故障指示器的工作原理基于故障电流或故障电压的变化，通过传感器感知电力系统中的异常情况，并将检测到的故障信号转化为可视化的指示或报警信号，帮助操作人员快速定位和解决故障。
2、现有的配电线路故障指示器检测方法2.1 传统的人工巡检方法这种方法需要定期派遣人员进行巡视和检查配电线路，通过目视观察来判断是否存在故障。
然而，这种方法存在人力资源消耗大、检测效率低下和主观判断等问题。
2.2 基于物理量测量的检测方法这种方法通过监测配电线路中的物理量，如电流、电压、功率因数等，来判断是否存在故障。
常用的物理量测量设备包括电流互感器、电压互感器、功率因数仪等。
当物理量超过预设的阈值或出现异常变化时，故障指示器会发出报警信号。
2.3 基于模型的检测方法这种方法利用数学模型对配电线路进行建模和仿真，通过与实际测量数据进行对比分析，来检测故障。
常见的模型包括潮流计算模型、短路电流计算模型等。
当模型计算结果与实际测量值存在较大偏差时，可以判断为故障发生。
2.4 基于机器学习的检测方法近年来，随着机器学习算法的发展，越来越多的研究开始将机器学习应用于配电线路故障指示器的检测。
这种方法通过训练模型，利用历史数据和故障样本进行学习，从而实现对未知故障的检测和识别。
配电终端、故障指示器到货检测项目
2
序号
检测项目
检测要求
（1）采集不少于 1 个电压量。
（2）采集不少于 3 个电流量。
全
（3）采集不少于 2 个遥信量，遥信电源电压不
检 站所终端（DTU）
低于 DC24V。
二遥动作型
（4）实现开关的分闸控制。
抽 检
全 检 配变终端（TTU） 抽 检
（1）具备不少于 1 个串行接口。
（1）采集不少于 3 个电压量。 （2）采集不少于 3 个电流量。 （3）具备 2 个串行口，并内置 1 台无线通信模 块。
站远程复归功能，能根据设定时间或线路恢复正常
供电后自动复归。
（1）具备就地采集模拟量和状态量功能，并
具备测量数据、状态数据远传的功能。
（2）具备电压越限、负荷越限等告警上送功
能。
（3）具备线路有压鉴别功能。
全
（4）具备单相接地故障检测功能，发生故障
检 时直接切除。
馈线终端（FTU）
（5）具备短路故障判别功能，配合负荷开关
（4）具备终端及采集单元远程管理功能。
（1）具备就地采集模拟量和状态量功能，并
具备测量数据、状态数据远传的功能。 全
（2）具备电压越限、负荷越限等告警上送功 检
能。
馈线终端（FTU）
（3）具备线路有压鉴别功能。
二遥标准型
（1）具备双位置遥信处理功能，支持遥信变
位优先传送。 抽
（2）具备故障指示手动复归、自动复归和主 检
8
序号
7 8 9
检测项目
全 检 故障电流误差试 验 抽 检
检测要求 无 输入 10 倍电流标称值，误差应不大于 5％。
全
无 检 交流工频电量短
浅析线路故障在线监测系统的技术方案
路 故 障 的 排 除 速 度
３ ． １ 遥 信
可 用 于短 路 故 障 、 接 地 故 障 的 准 确 判 断和 快 速 定 位
监 测 及 定 位 项 目 ，主 要 用 于配 电线 路 相 间短 路 故 障和 单 相 接
地 故 障 时 故 障 点 的监 测 和 定 位 配 电控 制 中心 的 故 障 定 位 软 件 项 目与安 装 在 现 场 的 故 障 指 示 器和 通 信 终 端 相 互 配 合 ． 在
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ｆ ５
电力与资源
【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ０ ７ — ０ ２
浅析线路故 障在 线监测 系统 的技 术方案
魏 辉 （ 江西宜春供电公司， 江西 宜春 ３ ３ ６ ０ ０ ０ ）
者 降 序 自定 义 显 示 查 询 结 果 。提 供 查 询 结 果 的 文件 导 出和 打 印功能。
３ ． ６ 数据 统计
提 供 历 史数 据 的分 类统 计 和 分 时 统计 功 能 。既 可分 析 比
较 某 条 线路 在 某 时 间段 的所 发 生 的各 类 不 同故 障情 况 ，也 可 分 析 比较 各 类 故 障在 某条 线 路 的 不 同 时 间段 的发 生 情 况 。
故 障检 测 终 端每 天 定 时发 送 自检 信 息 至通 信 主 机 ．通 信 主 机 也会 每 天 定 时发 送 自检 信 息到 系 统主 站 。 自检 信 息 包括 自检 信 息 特征 码 、 通信主机的组号 、 未 收到 自检 信 息 的故 障检
２ 故障在 线监测系统 的结构
故 障在 线监 测 系统 由远 方 终 端 和 系统 主 站 组 成 ：配 电远
电力系统中配电线路运行故障检测技术
电力系统中配电线路运行故障检测技术电力系统中配电线路的运行故障检测技术是保证电力系统正常运行和提高电力系统可靠性的关键技术之一。
随着电力系统规模和复杂度的增加，故障检测技术的准确度和快速性变得越来越重要。
配电线路运行故障检测技术主要包括故障检测方法和故障检测设备。
故障检测方法主要有电力线路参数法、故障特征分析法、机器学习方法等。
电力线路参数法是最常用的一种方法。
电力线路上的线路参数包括电压、电流、功率因数等。
通过监测这些参数，我们可以分析线路上是否存在故障。
当线路上出现短路故障时，电流会急剧增加，而电压会急剧下降。
通过对这些参数的实时监测和分析，可以快速检测出线路上的故障。
故障检测设备主要是指故障指示器和故障录波仪。
故障指示器安装在电力线路上，用于检测线路上的故障信号。
当线路上出现故障时，故障指示器会发出报警信号，以提示维修人员及时处理。
故障录波仪则是用于记录线路上的故障波形。
当发生故障时，故障录波仪会自动记录并保存故障波形，以供后续分析和检测使用。
除了上述方法和设备之外，还有一些先进的故障检测技术被广泛应用于电力系统中。
红外线检测技术可用于检测线路上的热故障。
通过测量线路表面的温度分布，可以判断线路上是否存在过载或者接触不良等故障。
超声波检测技术可用于检测线路绝缘子的损坏情况。
通过发送超声波到绝缘子上，可以检测绝缘子表面是否存在裂纹或者损坏。
配电线路运行故障检测技术在电力系统中起着至关重要的作用。
通过采用合适的故障检测方法和设备，可以及时、准确地检测出线路上的故障，保证电力系统的正常运行。
随着科技的不断进步，新的故障检测技术将不断出现，为电力系统的运行和维护提供更多可能性。
南方电网公司2023年配电自动化设备送样检测技术方案
⅝中国南方电网CHINASOUTHERNPOWERGRID南方电网公司2023年配电自动化设备送样检测技术方案©利网应庐©≡[≡忌靖剧E)南方电网公司供应链部南方电网公司生产技术部南方电网科学研究院品控技术中心2023年10月一、总体原贝IJ (1)二、样品种类 (1)三、检测标准 (1)四、判定原则 (2)五、检测项目 (3)5.1远传型架空线路故障指示器检测项目 (3)5.2配电自动化馈线终端（FTU）检测项目 (3)5.3配电自动化站所终端（DTU）检测项目 (4)一、总体原则为深入贯彻中国南方电网公司配电自动化设备一体化工作，进一步提高配电自动化设备规范化、标准化管理水平，依据中国南方电网公司物资招标的相关管理办法，本着公平、公开、公正的原则，保证检测项目的合理性及结果判定的准确性，特制定本技术方案。
二、样品种类本次送样检测工作涉及9个品类的物资，详见表1。
三、检测标准四、判定原则同一品类同一型号规格样品的所有参检配电自动化设备视为一个样本。
参照检测判定标准，检测项目缺陷等级分为A、B、C三类。
A类不合格权值为1.0,B类不合格权值为0.6,C类不合格权值为0.2。
对于一个样本的某个检测项目发生一次及以上不合格，均按一个不合格计。
一个样本检测出现A类项目不合格或其他类项目不合格权值累计大于或等于1O时，该样本检测结果判为不合格。
五、检测项目5.1远传型架空线路故障指示器检测项目5.2配电自动化馈线终端（FTU）检测项目5.3配电自动化站所终端（DTU）检测项目。
配电网馈线故障指示器检测平台设计方案
电力系统中的线路故障定位与在线监测
电力系统中的线路故障定位与在线监测概述：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而电力线路故障是电力系统运行中常见的问题之一。
电力线路故障无论是对电力公司还是用户来说都带来了很大的困扰，因此，如何快速准确地定位线路故障成为了电力系统运行中的重要任务之一。
本文将探讨电力系统中的线路故障定位及在线监测技术，并介绍相关的应用和发展趋势。
一、电力线路故障定位技术1.1 传统的线路故障定位方法传统的线路故障定位方法主要依靠人工巡线和故障指示器进行故障点的定位。
人工巡线需要专业人员配备测量仪器进行巡检，效率低且存在一定的安全风险。
而故障指示器是一种装置，通常安装在线路上，可以通过指示灯或声音发出故障报警，但这种方法只能粗略地定位故障点，无法提供精确的位置信息。
1.2 现代的线路故障定位方法随着科技的发展，现代的线路故障定位方法取得了巨大的进步。
其中，利用数字保护装置的方法是最为常见的。
这些装置可以实时监测电力线路中的电流、电压等参数，并通过信号处理技术计算出故障点的位置。
此外，还有一些基于智能算法的方法，如遗传算法、模糊逻辑等，可以进一步提高定位的准确性。
二、电力线路故障在线监测技术2.1 在线监测系统的构成电力线路故障在线监测系统主要由传感器、数据采集单元、数据传输单元和数据处理与分析单元组成。
传感器主要用于采集线路中的电流、电压、温度等参数，数据采集单元通过AD转换将模拟信号转化为数字信号，然后通过数据传输单元将数据发送到数据处理与分析单元进行处理和分析。
2.2 在线监测技术的应用在线监测技术可以实时监测电力线路中的参数，及时发现故障点，并提供相关的信息给工作人员进行处理。
这种技术可以减少人工巡线的工作量，提高定位的准确性，并且能够快速判断线路运行状态，以防止故障的扩散。
三、电力系统中的线路故障定位与在线监测的发展趋势3.1 智能化与自动化随着人工智能和物联网技术的不断发展，线路故障定位与在线监测技术将趋向智能化和自动化。
Q-GDW432010-配电线路故障指示器技术规范要点
ICS29.240备案号：CEC 364-2010国家电网公司企业标准Q/GDW 436 — 2010配电线路故障指示器技术规范Technical Specification of fault indicator in distributen network2010-03-18 发布 Q/GDW2010-03-18 实施国家电网公司发布前言 (1)1范围 (2)2规范性引用文件 (2)3术语和定义 (3)4分类 (4)5使用条件 (5)6技术要求 (6)7试验方法 (12)8试验分类 (18)9标志、包装 (20)配电线路故障指示器技术规范 (21)本标准根据《关于下达 2009年国家电网公司标准制（修）订计划的通知》（国家电网科〔2009〕217号）文件要求，由中国电力科学院开展标准制定工作。
在配电网系统中，线路分支多、运行情况复杂，发生短路、接地故障时，故障区段（位置）难以确定，给检修工作带来不小的困难，尤其是偏远地区，查找起来更是费时费力。
而线路故障指示器可以做到在线路发生故障时及时确定故障区段、并发出故障报警指示（或信息），大大缩短了故障区段查找时间，为快速排除故障、恢复正常供电，提供了有力保障。
为规范市场、控制产品质量、统一产品标准要求，为电力企业提供采购和验收配电线路故障指示器的技术依据，特制定本标准。
本标准根据配电线路的运行情况，给出了故障指示器的分类、技术要求、试验方法，试验结果的判定准则等要求。
本标准由国家电网公司农电工作部提出并负责解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。
本标准主要起草人：邓宏芬、张重乐、盛万兴、陈俊章、解芳、白雪峰、侯雨田、李柏奎、刘赟甲、袁钦成、淡文刚配电线路故障指示器技术规范1范围本标准规定了额定电压3kV〜35kV、额定频率50Hz的三相交流配电线路故障指示器 (以下简称指示器)的分类、使用条件、技术要求、试验方法、试验分类等要求。
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1. 检测对象
检测对象包括如下类型： （1）架空暂态特征型就地故障指示器 （2）架空外施信号型就地故障指示器 （3）架空暂态特征型远传故障指示器 （4）架空暂态录波型远传故障指示器 （5）架空外施信号型远传故障指示器 （6）电缆稳态特征型就地故障指示器 （7）电缆外施信号型就地故障指示器 （8）电缆稳态特征型远传故障指示器 （9）电缆外施信号型远传故障指示器 2. 检测项目及依据
②100≤I＜600 时，测量误差为±3%。
（4）接地故障识别正确率：
①金属性接地应达到 100%。
②小电阻接地应达到 100%。
③弧光接地应达到 80%。
④高阻接地（800Ω以下）应达到 70%。
高温设定值：+70℃。
置于试验箱中并处于正常工作状态，保温 4h，待内部各元件达到热稳定后，性
能指标应满足以下要求：
低温设定值：-40℃。
置于试验箱中并处于正常工作状态，保温 4h，待内部各元件达到热稳定后，性
能指标应满足以下要求：
（1）短路故障报警启动误差应不大于±10%。
（2）最小可识别短路故障电流持续时间应不大于 40ms。
（3）负荷电流误差应符合以下要求：
6
低温性能 试验
①0≤I＜100 时，测量误差为±3A。
（1）短路故障报警启动误差应不大于±10%。
（2）最小可识别短路故障电流持续时间应不大于 40ms。
（3）负荷电流误差应符合以下要求：
7
高温性能 试验
①0≤I＜100 时，测量误差为±3A。
②100≤I＜600 时，测量误差为±3%。
（4）接地故障识别正确率：
①金属性接地应达到 100%。
②小电阻接地应达到 100%。
能。
（10）外观应整洁美观、无损伤或机械形变，内部元器件、部件固定应牢固，
封装材料应饱满、牢固、光亮、无流痕、无气泡。
（11）汇集单元应具备至少 1 个串行口，应在 60s 内向配电主站发出故障信息。
（1）架空型指示器电杆固定安装汇集单元电源回路与外壳之间绝缘
绝缘电 阻试验
电阻≥5MΩ（使用 250V 绝缘电阻表，额定绝缘电压 Ui≤60V）。 （2）电缆型指示器汇集单元电源回路与外壳之间绝缘电阻应≥5MΩ （使用 250V 绝缘电阻表，额定绝缘电压 Ui≤60V，使用 500V 绝缘电
当线路发生短路故障时，故障指示器应能判断出故障类型（瞬时性故障或 3 功能试验
永久性故障）。
①架空型采集单元应能以翻牌、闪光形式就地指示故障。
②电缆型采集单元应能以闪光形式就地指示故障。 ③汇集单元应能接收采集单元上送的故障信息，同时能将故障信息上传给 配电主站。 （2）故障自动检测 应自适应负荷电流大小，当检测到线路电流突变，突变电流持续一段时间 后，各相电场强度大幅下降，且残余电流不超过 5A 零漂值，应能就地采集故障 信息，就地指示故障，且能将故障信息上传至主站。 （3）接地故障检测和报警功能 当线路发生接地故障时，故障指示器应能以外施信号检测法、暂态特征检 测法、稳态特征检测法等方式检测接地故障。 ①架空型采集单元应能以翻牌、闪光形式就地指示故障。 ②电缆型采集单元应能以闪光形式就地指示故障。 ③汇集单元应能接收采集单元上送的故障信息，同时能将故障信息上传给 配电主站。 （4）故障后复位功能 ①架空型故障指示器应能在规定时间或线路恢复正常供电后自动复位，也 可根据故障性质（瞬时性或永久性）自动选择复位方式。 ②电缆型故障指示器应能在手动、在规定时间或线路恢复正常供电后自动 复位，也可根据故障性质（瞬时性或永久性）自动选择复位方式。 （5）低电量报警功能 ①架空型故障指示器采集单元应能以翻牌锁死的形式指示电池低电量。 ②电缆型故障指示器采集单元、显示面板均应以变化色卡颜色的形式指示
（2）具备对时功能，接收主站或其它时间同步装置的对时命令，与系统时钟保
持同步。守时精度为 2s/24h。
（3）当后备电源电池电压降低到低电量报警值时，应将其状态上传至主站，也
可根据需要进行本地报警。当外部电源失去时，后备电源应能自动无缝投入，
4 通信试验 且能保证将失去外部电源前完整的故障数据信息上传至配电主站。
维码，并按照附录 2 方式统一进行识别。
（4）采集单元重量不大于 1kg，架空导线悬挂安装的汇集单元重量不大于 1.5kg，
电缆型故障指示器零序电流采集单元重量不大于 1.5kg。
1
外观与结 构检查
（5）架空型故障指示器采集单元应采用翻牌和闪光形式指示报警。指示灯应采
用不少于 3 只红色高亮 LED 发光二极管，布置在采集单元正常安装位置的下方，
对于全部检测项目合格的设备，经公司运检部批准后， 由中国电科院发放该型号设备的合格备案证明。对于入围公 司供应商，经公司运检部授权由中国电科院发放该型号设备 的厂商代码。合格备案证明和厂商代码均为指定厂家、型号、 参数的设备方能使用。
附录 1
国家电网公司 2017 年配电线路故障指示器
入网专业检测大纲
③弧光接地应达到 80%。
④高阻接地（800Ω以下）应达到 70%。
试验温度：（35±2）℃，氯化钠浓度：（5±1）%，溶液 PH 值：6.5～7.2。
置于试验箱中并处于正常工作状态，按规定盐雾等级保持 16h，待试验结束后，
8 盐雾试验 对其进行外观检查及功能测试。
（1）外观应无裂痕和损坏，采集单元卡扣及汇集单元外壳应无锈痕。
检测项目及依据见《国家电网公司 2017 年配电线路故 障指示器入网专业检测大纲》（详见附录 1）。
三、工作安排
本次入网专业检测工作按照公告发布、检测报名、检测
送样、试验检测流程开展，具体安排如下： 1.检测报名
自公告发布之日起，自愿报名参加检测的生产厂家向中 国电科院配电研究所提出检测申请，并填写检测申请表和检 测委托协议，签字并加盖生产厂家单位公章后递交至中国电 科院，并同时提供电子版完整资料（签字盖章扫描件）。生 产厂家需提供营业执照、组织机构代码、税务登记证、质量 体系认证证书的复印件及电子扫描件。
送检故障指示器交付中国电科院后不能再进行任何改 动和变更。样品铭牌、外壳的名称、型号或参数必须一致， 样品的 ID 号、软硬件版本号、二维码相关要求详见附录 2。
3.试验检测
生产厂家应自行选取送检故障指示器的种类及型号，送
样至中国电科院并配合完成检测工作，检测过程中应遵守中 国电科院的相关规定。检测工作基于公平、公正的原则，根 据到样情况及到样时间顺序，中国电科院按计划开展试验检 测，并对检测过程和检测结果进行记录。
安全鉴别和数据完整性验证措施。
③汇集单元与配电主站之间的应用层报文应采用国产商用对称密码算法
SM1 的加解密措施，确保数据的保密性和完整性。
（10）带电装卸
架空型故障指示器应具有带电装卸功能，装卸过程中不应误报警。
（1）应能通过无线通信方式主动上送告警信息、复归信息以及监测的负荷电流、
故障数据等信息至主站，并支持主站召测全数据功能。
②100≤I＜600 时，测量误差为±3%。
（6）上电自动复位时间小于 5min。定时复位时间可设定，设定范围小于 48h，
最小分辨率为 1min，定时复位时间允许误差不大于±1%。
（7）接地故障识别正确率：
①金属性接地应达到 100%。
②小电阻接地应达到 100%。
③弧光接地应达到 80%。
④高阻接地（800Ω以下）应达到 70%。
电池低电量。 （6）防误动功能
①负荷波动不应误报警。 ②变压器空载合闸涌流不应误报警。 ③线路突合负载涌流不应误报警。 ④人工投切大负荷不应误报警。 ⑤非故障相重合闸涌流不应误报警。 （7）重合闸识别功能 ①应能识别重合闸间隔为 0.2 秒的瞬时性故障,并正确动作。 ②非故障分支上安装的故障指示器经受 0.2 秒重合闸间隔停电后，在感 受到重合闸涌流后不应误动作。 （8）监测与管理功能 ①汇集单元至少应能满足 3 条线路（每条线路 3 只）采集单元接入要求， 可扩展至 6 路接入；并具备采集单元信息的转发上传功能。 ②应具备历史数据存储能力，包括不低于 256 条事件顺序记录、30 条本地 操作记录和 10 条装置异常记录等信息。 ③应具有本地及远方维护功能，且支持远方程序下载和升级。 （9）安全接入功能要求 ①汇集单元应内嵌支持国产商用密码算法的安全芯片，密钥应存储在安全 芯片中。 ②汇集单元应采用基于国产商用非对称密码算法 SM2 的数字证书技术，实 现汇集单元与配电主站的双向身份认证，对来源于主站的远程参数设置应采用
2
绝缘性能 试验
阻表，额定绝缘电压 Ui＞60V）。 汇集单元电源回路与外壳之间：
绝缘强 度试验
（1）额定绝缘电压 Ui≤60V 时，施加 500V/1min 工频电压应无击穿、 无闪络。 （2）额定绝缘电压 Ui＞60 时，施加 2000V/1min 工频电压应无击穿、
无闪络。
（1）短路故障检测和报警功能
地面 360°可见。内部报警转体颜色应采用 RAL3020 交通红。
（6）电缆型故障指示器采集单元应采用闪光形式指示故障，报警指示灯应采用
不少于 3 只红色高亮 LED 发光二极管，布置在采集单元正常安装位置的上方。
（7）电缆型故障指示器采集单元和显示面板之间应采用光纤或电缆进行连接。
带显示面板的电缆型故障指示器除采集单元应具备就地故障闪光指示外，显示
生产厂家应将送检设备的 ID 号、硬件版本号、二维码、 硬件版图（jpg 格式）、软件版本号、软件程序（可执行程 序，非源码）、短路/接地故障判断工作原理说明及典型特 征波形文件（Comtrade 1999 格式，cfg、dat 文件）、主要 元器件等信息予以登记和备案。
2.检测送样
送检故障指示器的接收、封存和返还环节，均由中国电 科院和生产厂家双方确认并签字留存过程记录文件，因需双 方确认样品状态，谢绝物流、快递送样，中国电科院收样后 对样品进行封存。送检故障指示器的设计、安装图纸、说明 书、调试软件、相关配套附件及连接线等与设备同时送达。