一、誕生背景和基本概念

在電力系統(tǒng)中，用于收集和傳輸電能的線路通常被稱為集電線路，其往往具有較長(zhǎng)的距離、復(fù)雜的地理環(huán)境和多變的天氣條件，因此其運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性需要依賴大量的巡檢和檢修人員來維護(hù)。

然而隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的體量化增長(zhǎng)，電力輸送的龐大需求使得從事這一工作的電力人員越來越不堪重荷。通過在線監(jiān)測(cè)高壓電纜的運(yùn)行狀態(tài)，則可以指導(dǎo)維護(hù)部門及時(shí)處理和預(yù)防安全隱患，為電纜的安全運(yùn)行提供保障，集電線路故障預(yù)警及定位系統(tǒng)就此應(yīng)運(yùn)而生。

這一系統(tǒng)利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光纖通訊和行波定位技術(shù)，通過在電纜上安裝特制傳感器，結(jié)合電力電纜絕緣放電機(jī)理、放電信號(hào)幅度、頻譜和傳播特性等因素，分析電纜絕緣瞬時(shí)擊穿產(chǎn)生的暫態(tài)行波特征，實(shí)現(xiàn)電纜故障前預(yù)警及故障后精確定位功能，降低一線班組人員故障巡檢難度，縮短故障停電時(shí)間，降低停電損失，提高供電可靠性。

二、行波測(cè)距原理

行波測(cè)距原理是利用電纜故障激發(fā)的行波信號(hào)來間接判定故障點(diǎn)的距離，即當(dāng)電纜線路某一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)因介質(zhì)擊穿產(chǎn)生的電壓突變會(huì)激發(fā)頻率達(dá)MHz級(jí)的高頻行波信號(hào)（電磁波脈沖群），以接近光速（架空線路約298m/μs，電纜線路約160m/μs）的傳輸速度沿線路雙向傳播，系統(tǒng)就可以通過線路兩端的實(shí)測(cè)電流、行波等參數(shù)計(jì)算出故障距離。

從70年代開始，電力系統(tǒng)就開始了對(duì)行波技術(shù)的研究。隨著科技發(fā)展和新技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，行波測(cè)距技術(shù)又得到了很大進(jìn)步。

三、基本構(gòu)成和系統(tǒng)功能

1.前端裝置包含數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析及處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、取電模塊、通訊及安全保護(hù)模塊。

2.可通過光纖或無線傳輸方式，將實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控服務(wù)器。

3.通過光纜或北斗授時(shí)信號(hào)來同步采集終端的時(shí)間誤差。

4.服務(wù)器監(jiān)控軟件采用Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，具備數(shù)據(jù)前置處理、結(jié)果輸出、數(shù)據(jù)管理等功能，用戶可以使用瀏覽器查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

5.監(jiān)控服務(wù)器軟件可顯示設(shè)備信息、實(shí)時(shí)值、實(shí)時(shí)曲線、歷史值、歷史曲線、報(bào)警值，還將對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

6.故障距離實(shí)時(shí)顯示，故障波形實(shí)時(shí)展現(xiàn)。

7.運(yùn)行電纜發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警信息能及時(shí)展現(xiàn)。

結(jié)語?

集電線路故障預(yù)警及定位系統(tǒng)的出現(xiàn)，標(biāo)志著電力運(yùn)維從被動(dòng)搶修邁向主動(dòng)防御的新階段。它不僅是技術(shù)的革新，更是對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)維模式的顛覆，其應(yīng)用場(chǎng)景和從電纜隧道、高壓線路等傳統(tǒng)輸電線路，轉(zhuǎn)向風(fēng)電場(chǎng)、光伏場(chǎng)等更多新能源場(chǎng)站，發(fā)揮其智能監(jiān)測(cè)功能，讓電力巡檢和搶修更加精準(zhǔn)高效，為電力運(yùn)行賦予了更加智慧化的美好前景。

本文由億諾電氣小編編輯

審核編輯 黃宇