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摘要：配电网常见故障包括相间短路故障、单相接地故障和断线故障。长期以来，有关配电网故障处理问题的研究主要集中在单相接地及相间短路方面，对于断线故障涉及较少。随着配电网架空线路绝缘化率的提高，雷击断线故障也越来越多。配电线路发生断线故障后因为无明显过电流，故障无法立即切除，且故障识别和区段定位难度较大，断线后某侧接地点长时间存在可能会引发人身触电事故，同时电压不对称会导致电气设备损坏等问题。
关键词：物联网；配电网；故障定位
引言
配电网直接面向用户，保障配电网的可靠性和供电质量非常重要。然而由于配电网网络复杂，分布较广，各类故障发生频率较高，在故障发生后，对用户生活生产带来影响很大，当短路故障发生后需要快速定位并隔离故障区域，快速抢修并恢复供电。
1物联网技术和故障定位
物联网的出现最早开始于美国，他是在视频识别技术和无线电传感技术和定位技术共同发展的基础上来实现的，通过物联网技术可以真正的实现自动化发展，提高工作效率。随着科学技术的不断进步，把无线通信技术和数据信息分析技术以及物联网技术进行融合，就可以使物联网技术得到快速的发展。现阶段，物联网技术已经实现了无线感应、定位视频识别、激光扫描等多项技术的混合使用，并且可以对整个局域网络中的各项信息进行跟踪、定位和监控。而在智能电网的发展过程中，物联网技术已经得到了广泛的应用，通过物联网技术可以实现对正在工作的配电网络的实时监控、负荷管理以及线路损坏、在线故障定位等智能化、高效化的管理。而对配电网在线故障的准确定位同时也是智能电网发展的关键所在，在配电网中的配电线路是非常复杂的，并且分支也比较的多，负荷点的分布也没有规律可言，此外，在配电网络中各个导线、开关、变压器以及高低压计量等设施设备也是比较多，这样就增加了配电网在出现故障时，对故障点进行定位的难度系数。而物联网技术的应用可以更好的解决这一问题，无线传感器是物联网技术中对配电网在线故障进行定位的关键所在，因为其具有一定的检测、采集和感应功能，可以对配电网的工作情况进行全程监控，并且可以准确的检测到配电网在线故障出现的节点，这对实现智能化电力发展有着了非常重要的意义。
2配电网架空线架构
配电网是由架空线路、电缆、配电变压器、开关、无功补偿电容和一些其他设施所组成，在电力网中起着重要的分配电能的作用。配电网按照电压的等级来分类，可以分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。按供电区的功能来分，又可将配电网分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等。按配电线路类型来分，又可将配电网分为架空线配电网、电缆配电网和架空线电缆混合型配电网。配电网一般都采用闭环设计和开环运行的方式，它的结构呈辐射状。
3配电网断线故障特征
配电网中的断线故障有断线不接地、断线负荷侧接地、断线电源侧接地以及断线两侧都接地4种形态。现实当中雷击是导致架空绝缘线路断线的主要原因，雷击断线的机理决定了雷击导致的断线点一般位于线路绝缘子的负荷侧很近的距离内，因而多呈现断线负荷侧接地的形态。但是，配电线路（尤其是架空裸线）还存在相当比例的由树枝刮蹭、人为过失以及其他雷电以外的风雨冰雪等自然原因导致的断线故障。这类断线故障的断线点随机性比较大，4种形态都有可能出现。
4中性点不接地系统单相接地故障
所谓中性点不接地系统，是指变压器的中性点处于悬空状态，不接任何导线，因此与大地之间是不存在电气连接的，但是对地电容是有电流的。一般来说，可以认为电网三相对称，在正常工作的情况下，三相线路的零电流均没有零电流，即零电流是零。
如果出现单相接地故障，电网三相的对称性就被破坏，不平衡的电流流经各线路形成零电流。在单相接地故障的状态下，非对称的三相电压会表现了一个零序电压，该电压相应诱导出零序电流，并且可以根据正常线路来计算零序电流的大小，即求和后取相反数。零序电流是随着距离的增加而不断衰减的，以故障点为圆心，距离越大，零序电流越小。因此，可以根据这些特点来定位故障点的位置。由于零序电流和电压的相位恰好是滞后或超前90°的关系，因此只要找到两个相位的分界点，就可以判断为故障点。
5配电网架空线断线故障识别困难
配电网架空线断线故障复杂多变，有可能是一相断线或者两相断线，甚至是三相断线；有可能是架空线首端、中端或尾端断线；还有可能断线后悬空或者接地，从断线到接地的时间是随机的，接地阻抗也会受不同类型的地面以及潮湿程度影响。配电网架空线断线故障大部分情况会引起母线电压的变化，例如首端或者中端的一相或者两相断线，断线相电压会升高，未断线相电压不变，零序电压升高。但也有部分情况不会引起母线电压的变化，例如三相同时断线或者无负载的尾端断线。由于配电网架空线断线故障复杂多变，且断线后系统母线上的电压变化和单相接地故障或者系统不平衡没有区别，所以配电网架空线断线故障识别困难。
6物联网技术在配电网在线故障定位的系统设计
（1）配电网信息采集和传输。此项系统的实施主要涵盖了四个方面：①通过高参数、高精准度来对配电网数据进行采集；②通过录波作用来实现数据的跟踪；③高速度和多拓扑网络结构的信息传输，并形成网络拓扑结构；④配电网中电路的有效控制和故障的恢复系统。（2）配电网在线故障定位和快速恢复系统设定。此项系统的设定可以在特定的范围内对配电网故障节点进行快速的定位和恢复；主要是通过采集和传送系统把出现错误的数据传送到主控制中心，并对错误数据进行分析，根据故障位置和故障情况来实施有效的分析；之后，对故障问题进行及时的传送和恢复。
7故障定位统的应用
为了检验该系统的有效性，在某10kV配电网中进行了试运行。配电网采用了标准380V三相电源，升压得到10kV电压，与安装了传感器的母线直接相连，零序电压检测器接在传感器的末端。目标线路上布设了多个测点，采用零序电流检测器分别进行测量。依次让每个区段出现单相接地故障，传感器可以及时准确地采集故障信号，应用服务器响应及时，预警和定位准确。尽管信号中带了明显的随机噪声，但其谐波相位不大，对故障定位的影响不大。
结束语
智能电网的应用是电网发展的必然趋势，而物联网技术的发展使智能电网的管理不再困难。但配电网故障定位的准确性是建立在高质量算法基础之上的，当前的定位算法虽然可以满足一些常规的故障分析需求，但对于大型配电网和更加精确的故障定位，这些算法仍需进行不断的改进。随着物联网技术的发展，配电网故障定位技术也将不断完善，成为配电网日常管理的重要辅助手段。
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