一、应用背景:配电网故障隐患重重摘要:从故障类型来看,杆塔倾倒会使线路失去支撑,直接中断电力传输;断线则让电流通路断裂,造成停电;树障是指树木生长过于靠近线路,可能引发短路等故障;风偏会使导线因风力偏离正常位置,导致放电或碰撞;瞬态接地短路会瞬间影响电力系统稳定;飘挂物附着在线路上,易引发绝缘
在工业生产与居民生活高度依赖电力的当下,输配电线路故障跳闸问题频繁发生,给社会带来诸多不便与较大经济损失。
从故障类型来看,杆塔倾倒会使线路失去支撑,直接中断电力传输;断线则让电流通路断裂,造成停电;树障是指树木生长过于靠近线路,可能引发短路等故障;风偏会使导线因风力偏离正常位置,导致放电或碰撞;瞬态接地短路会瞬间影响电力系统稳定;飘挂物附着在线路上,易引发绝缘问题;绝缘子劣化断裂会破坏线路绝缘性能;雷击更是强大的自然力量,直接冲击线路,引发故障。
同时,外力破坏也对配电网构成严重威胁。配网架空线路的杆塔高度一般在10 - 15米,易受大型机械施工车辆、大型货车等的破坏。城镇架空线路主干道、人口密集区,人员攀爬风险高,易致伤亡和线路故障。而且配网架空线路临近人群,车多人流大,外破因素频发。更棘手的是,配网故障确认因线路分布广、环境复杂而耗时冗长,延缓抢修、延长停电,扩大故障影响。架空线路周边环境错综复杂,外力破坏隐患如影随形,对现场实施实时监测迫在眉睫。
二、基本原理:行波传输,光速“探病”电力线路发生故障后,故障点会产生突变电压。在这个突变电压作用下,线路上会产生运动的电压、电流行波(电磁波)。无论故障性质、严重程度、系统接线如何,线路上都会出现故障行波,行波传输不受故障类型影响。行波沿着导线向两端传输,传播速度接近光速。 基于此原理,可通过对行波的监测与分析来确定故障位置等信息。利用行波从故障点传输到线路两端监测装置的时间差等数据,结合线路长度等基础参数,就能精准计算出故障点距离监测装置的距离,从而实现故障定位。
三、优势与实现功能:多维度守护电力安全(一)优势功能
凯铭诺配网视频在线监测装置具备诸多亮眼优势。它采用感应取电 + 光伏自取电的方式,实现“全天候、无间断”供电,确保在各种环境与天气条件下,装置都能稳定运行,持续监测线路状况。 在故障判断与处理上,装置结合数据 + 图像双重决策,能够实现故障即知、抢修即动,大大缩短故障响应时间。借助行波测距技术,可精准进行故障定位 + 隐患预警,提前发现潜在问题并锁定故障位置。同时,装置支持全景观察,三目一体,能全方位掌握线路周边情况。还有高精算法与AI识别加持,让故障识别与分析更加智能、精准。
(二)实现功能
1.故障选线:
比较同一母线上线路初始行波电流幅值和极性,幅值最大并与其它线路极性相反的线路即为故障线路。适用于变电站、配电所(室)、开闭所、环网柜、箱变、分支箱等场景,快速筛选出故障线路,为后续处理指明方向。
2.区段定位:
通过合理部署故障监测终端,将电力线路划分为若干区段。比较两个相邻监测终端感受到的初始行波电流极性确定故障区段,缩小故障范围,提高排查效率。
3.精准定位:
采用双端行波测距原理,通过测量故障行波经过相邻终端的时间差,并结合线路基础参数,准确计算故障位置,可实现各类短路故障和接地故障的精确定位,让故障点无所遁形。
4.故障预警:
通过对早期瞬时性故障进行在线监测和特征分析(稳态、暂态、行波等),提前针对线路“渐发性”的异常放电现象(如金具放电、绝缘子污秽、树木超高等)进行监测预警并定位,及时通知运维人员现场排查,将故障消灭在萌芽状态。
四、工作流程:智能高效的故障处理闭环(一)故障定位工作流程
当故障发生时,装置通过传感器采集相应的故障信号,包括工频电流/电压信号,暂态电流信号,行波电流信号。随后,利用101安全协议接入自动化配电平台完成数据上传。接着,借助人工智能深度学习算法诊断并输出故障诊断结果,精准定位故障位置。之后,根据定位位置,最近的监测装置自动拍照和录视频,上传至后台。收到提醒后,工作人员可通过平台查看工频电流故障波形,暂态电流故障波形,故障点附近图片和视频以及故障判断结果。最后,根据系统数据,直接指派维修内容和工作人员,减少现场确认时间,快速开展故障维修。
(二)视频监测工作流程
在视频监测方面,装置白天每30分钟自动巡检,夜间切换红外模式监测导线覆冰、放电现象;遇暴雨、大雾等恶劣天气,自动启动图像增强算法,减少画面模糊;当检测到线路振动(如强风导致),触发摄像头防抖功能,确保监测清晰度。
边缘计算单元会针对架空线路典型隐患优化算法,识别导线断股、绝缘子污秽/破损、树障及异物缠绕,实时标记异常区域并计算风险等级(如“树障距离导线
来源:纵横江湖