林仲景
国网福建省有限公司南平供电公司 福建 南平 353000
摘要：10kV配网是我国电力输送网络的重要构成部分，在保证电能的安全、正常供应上发挥关键作用。众所周知，10kV配网电力电缆分布区域广泛，所处的环境较为复杂，容易受一些不良因素影响而发生故障。为降低故障造成的不良损失以及影响，电力部门应做好相关技术研究与应用，对故障快速检测并对故障点进行自动定位，派技术人员达到现场进行故障的排除，及时恢复供电。本文介绍一种10kV配网电力电缆故障检测自动定位系统，分析其功能以及构成，探讨信息传输流程，经在电力电缆线路中的实践发现，其能很好的满足10k配网故障检测与定位要求。
关键词：10kV配网 电力电缆 故障检测 自动定位 技术
近年来，随着我国电力事业的飞速发展，10kV配网的规模不断扩大，结构越发复杂。做好10kV配网电力电缆故障的快速检测与定位，提高故障排除效率，不仅关系着人们生产生活的正常进行，而且关系着电力部门的外在形象，因此，电力部门应提高认识，结合10kV配网电力电缆故障特点，增加故障检测以及自动定位技术的研究投入，为10kV配网电力电缆故障的快速排除提供坚实保障。
一、故障检测及自动定位系统研究背景
电能是人们生产生活中不可缺少的重要能源，尤其近年来我国进入高速发展的关键时期，对电能的供应稳定性要求越来越高。10kV配网是将电能供应给用户的重要基础网络，重要性不言而喻。实践表明10kV配网一旦出现故障，轻则导致电能供应中断，重则引发安全事故，造成较大经济损失。在这一背景下，如何快速的检测以及定位故障位置，及时恢复供电，降低经济损失，成为电力部门工作的重中之重。业内的一些专家也开始将精力放在提高故障检测以及定位的研究上，并提出了基于人工神经网络、GPS行波故障定位、分布式光纤温度传感器的技术。同时，人们研发出了相关的故障定位仪器，给10kV配网电力电缆故障检测及定位提供了有力的基础支撑（如图1所示，使用仪器进行电缆故障定位的现场）。
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但随着10kV配网规模的不断扩大，如何实现故障的检测及自动定位，降低故障检测及定位的时间、人工成本进一步走进了人们的视野。
针对当前10kV配网电力电缆故障检测及定位技术进行深入的研究，认真分析10kV配网故障中各种参数的变化规律，结合现有的技术水平，研制一种电力电缆故障检测以及自动定位系统，更好的满足电力电缆故障检测以及定位工作要求。
二、系统功能以及构成
1.系统功能介绍
针对配网电力电缆故障类型以及故障发生后参数的突变规律，研制出该故障检测以及自动定位系统。该系统基于现代通信技术、地理信息系统技术开发而成，可很好的将电力电缆中的局部放电现象检测出来，而且具备短路故障的预警，提前通知管理人员，做好相关电力电缆状况的排查。同时，可判断10kV配网的故障类型，并定位接地以及短路故障位置，为技术人员尽快的到达故障现场提供良好指引。另外，该系统可和调配系统实现良好的兼容，可实现诸多信息的共享，切实保障10kV配网电力电缆的正常运行。
2.系统构成分析
从大的方面来看，该故障检测以及自动定位系统主要由三大部分构成：故障检测模块、故障自动分析以及定位模块、终端模块。三个模块之间密切配合共同完成电力电缆故障信息的检测与自动定位。
其中故障检测模块主要由内置有GPS的检测装置组成，负责采集与检测线路信息。这些信息包括高次谐波、局部放电脉冲行波、故障电流、电压行波等。同时，采集的信息含有时间戳，通过传输到故障自动分析以及定位模块，可判断出故障发生时间。另外，为保证该系统能实时的检测到线路中的故障信息，装置中安装有30秒掉电保护电源，尤其在充满电的情况下可进行48小时不间断的工作。装置的使用寿命长，在户外可使用10年。
故障自动分析以及定位模块主要是一些专门的服务器，负责故障信息的接收以及故障数据的分析，可承载100条最大线路测试任务，测距非常高效，通常每个故障信息的处理不超过10s，而且每条线路可保存1000条故障信息数。工作中服务器基于接收的故障信息，对数据库数据进行对比，并结合线路的拓扑结构计算出故障发生位置。服务器判断出故障位置后便将信息传输给调配自动化系统，直观的显示出故障位置。同时，将故障信息发送给终端模块，指导技术人员赶到故障现场。
终端模块主要是用于接收故障结果的各种终端设备，如电脑、智能手机等。技术人员通过终端模块浏览故障判断结果，便可得知故障的类型以及故障发生的具体位置。
三、系统信息传输流程
系统运行中故障检测模块检测到故障信息后，便在短时间内将故障信息传输给测距服务器。测距服务器根据接收来的信息进行综合的判断，计算出故障位置。如现有的故障信息无法判断出故障位置时，测距服务器会继续接收其他检测模块发送的信息。直到能够计算出故障距离，并将计算结果存储到缓冲区。而后将其对后续的故障信息进行对比、分析，以确定最佳的计算结果。获得最佳的故障结算结果后，测距服务器将结果信息传发送给终端设备，通知技术人员到达现场进行处理。同时，将结果存储到数据库中。该系统的信息传输流程示意图如图2所示：
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四、系统应用效果
为检验该系统在10kV配网电力电缆故障检测以及自动定位功能，为其在实践中更好的应用推广奠定基础，分别在架空线路以及电缆线路安装该系统，了解其故障检测以及定位情况。
1.架空线路概况及应用效果
某10kV配网架空线路途径诸多农田，经过地域复杂，发生接地故障频率较高且故障点查找难度较大。针对这一情况，在该线路中安装本系统，并统计在不同位置故障发生后，该系统安装前后的故障定位时间，如表1所示：
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通过对比可以看出，未安装本系统前，对故障的定位平均时间为106.8min，而安装本系统将故障定位时间缩短至了50.8min，该系统实现了对故障的检测以及自动定位，尤其当技术人员接收到故障信息后，能够快速响应，不仅减少了技术人员的工作量，而且大大提高了故障排除效率，效果非常明显。
2.电缆线路概况及应用效果
某10kV配网电缆线路处在市区分支多、结构复杂。为保证电力的稳定、正常供应，通过安装本系统，改善原有故障检测以及定位工作的不足。实践表明，该系统成功的实现了对故障的检测与自动定位，使得该市的电力供应保障水平提升到了一个新的高度，尤其在降低故障经济损失上效果显著。
综合来看，该系统在10kV配网电力电缆故障检测及自动定位中表现优异，因此，可进行推广。另外，为保证该系统更好的应用于10kV配网电力电缆故障检测及自动定位工作中，推广时电力单位应注重相关细节的落实，结合自身实际编制合理的应用方案，尤其应完善相关的规则制度，明确系统应用细则，做好系统的运用管理，尤其注重相关软硬件的维护。同时，定期组织技术人员开展相关培训活动，邀请技术专家讲解系统工作原理，应用该系统注意事项以及细节，提高该系统的应用水平（如图3，技术人员现场讲解故障定位知识）。
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五、总结
在当前人们生产生活对电能越来越依赖的背景下，保证配电网络的安全、稳定运行尤为关键。考虑到10kV配网在配电网络中占有重要地位，有必要做好相关故障检测以及自动定位技术的研究，提高10kV配网故障排除效率。本文结合10kV配网电力电缆故障检测背景，研发的故障检测以及自动定位技术能够实现对故障信息的快速处理，故障位置的快速定位，在实践中的应用取得了良好的效果。
参考文献：
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[2]刘瑜.10kV配网电力电缆故障检测与定位技术[J].电子制作,2017(07):82-83.
[3]赵志修,沈洪良.10kV配网电力电缆故障检测与定位浅析[J].湖州师范学院学报,2013,35(S1):176-179.