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一、故障检测与定位原理系统

（一）零模电压法

故障检测以配电线路暂态电压信号的零模分量作为故障检测特征参量的原因在于：①零模电压在电力系统正常运行时为零；②当电力系统发生接地故障时，在故障点零模分量的电压电流波形将发生突变，零模电压可以作为故障检测的判据。

在三相系统中，相间线路存在耦合，利用凯伦贝尔变换可以将三相系统的相量转换为3个相互独立的模量，即零模、1模和2模模量，从中获取零模电压分量。凯伦贝尔相模变换为

式中：u0、u1、u2分别为零模、1模、2模电压；uA、uB、uC分别为A、B、C三相相电压。考虑到正常工作时三相系统存在的不平衡会导致配网线路零模电压出现不为零的现象，在相模变换求得零模电压后，将零模电压的模值与相电压的有效值进行比较，判断是否发生故障，判据如下：u0＞0.15um式中：u0为电压零模分量；5um为相电压有效值。

（二）B型行波法故障定位

B型行波法是利用故障点自身产生的行波进行双端定位的方法。本文采用的故障定位方法是，故障点的零模电压行波信号产生后从检测点传输至两端故障点根据电压行波到达两端检测点的时间差和波速来计算故障距离。

B型行波定位的关键在于测量零模电压行波到达线路检测点M和N的时间差t2-t1，初始零模电压行波由故障点向线路两端传播，零模电压行波波头的识别与分析对于能否准确定位至关重要。采用小波变换方法可以实现对零模电压行波的波头识别，局部极值点对应于零模电压信号的突变点，选用Daubechies小波族的db6小波基对零模电压进行尺度为5的连续小波变换，取d1层即可作为行波波头判别依据

二、配电线路外力破坏因素分析

（一）人为因素

配电线路遭遇外力破坏的人为因素主要是车辆撞杆事故。由于线路规划和其他原因，配电架空线路往往会广泛分布在道路附近，这一方面给线路运行带来了安全隐患，另一方面也增加了车辆碰撞的可能性。此外，线路附近的各种施工也是重要诱因。近年来，基建项目如火如荼，有些在沿线保护区范围内的建设项目与配电线路的距离并不符合相应的安全规定。另外，部分施工单位在施工过程中保护配电线路的意识较差，加之相应的监督体系不健全，很容易出现不规范操作的现象，如随意堆放建筑材料、开挖土壤导致电线杆和塔架底部不牢等，极易造成配电线路破坏，甚至发生严重事故。

（二）配电线路遭遇外力破坏的后果

一旦配电线路受到外力的破坏，会带来严重的后果：一方面，因配电线路遭遇外力破坏而临时中断电力供应，这并不像计划停电那样会事先告知单位和居民，其属于电力事故的一种，会极大地妨碍单位和个人的正常工作、生活，如学校、医院等单位的日常工作都将无法正常有序进行，对于社会经济的有序发展是十分不利的，因而若发生因外力破坏而造成的配电线路故障等情况，会对电力企业的社会形象、经配电线路外力破坏隐患防控和整治工作研究

三、配网开闭所电缆单相接地故障区段定位研究

（一）输电线路对低温大雪的防护对策

自然环境带给输电线路的影响存在很多不可控因素，最明显的就是出现一些极端的恶劣天气，如：冰雪、冰雹、暴雪等，这种情况会使输电线路在低温甚至冰冻的情况下进行电力运输，如果低温达到一定程度，就会出现线路断裂的情况。根据上述的情况，提前做好应对策略，采取有效的措施给予提前预防就显得尤为重要。首先，在进行输电线路的设计时，对其周边的自然环境以及地质环境包括所处地位的天气变化规律都要进行详细的勘察，在此基础上在做是否进行线路施工的决定，提前避免施工地区出现以上自然天气，尽可能要避免在林区或山区等地，架设输电线路。其次，对于线路的维护工作也要进一步加强，专人专门于特定时间对线路进行定期检查，保证线路的状态时刻都在电力部门的掌控之中，降低运行风险，定期做维护工作，确保输电线路平稳安全运行。

（二）接地故障的防护措施

第一，过电流保护。这种保护方式因利用所控制的线路断路器，在不增设其他装置就可以实现接地故障保护功能，所以方便易行，基本满足规范所要求的断路器切断故障电流的允许时间。第二，零序电流保护。三相四线制配电线路正常运行时，如果三相负载完全平衡，无谐波电流，忽略正常泄漏电流，则流过中性线N的电流为0，即零序电流为0；如果三相负载不平衡，则产生零序电流，如果某一相发生接地故障时，零序电流将大大增加，因此，利用检测零序电流值发生的变化，可取得接地故障的信号。

（三）实施差异化运维

根据辖区配电线路外力破坏的隐患排查结果，运维部门要按照中低压配电线路操作标准的要求，及时调整线路运维策略和检查计划，对于隐患点要加强线路巡视工作。同时，要对配电线路沿线的现场施工情况进行实时跟进，通过及时添加警示标志、现场发放宣传资料等，做好配电线路的安全保护工作，对于涉及辖区重点线路的施工，可以采取现场督导、安装视频监控或者无人机监控等实际措施，对于发现的不规范施工情况做到及时制止、及时协调主管部门介入整改，将配电线路遭遇外力破坏的风险降到最低。

四、结语

配网单相接地故障检测与定位系统。该系统具备配网故障信息采集、配网故障信息分析与诊断、上下级数据传输通信和自主供电等功能，可以实现对配电线路单相接地故障的快速检测和高精度定位。