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1.背景
縣供電企業一般多為城網結構，農網線路復雜，一旦出現線路故障不僅浪費大量的人力、物力，還會影響城市建設、居民用戶、企事業單位、學校等的生產、生活用電，而工作人員查找和排除故障需要花費較多時間。特別是在發生停電故障后，人工查找故障點的時間遠遠大于故障處理時間。如果工作人員能夠減少故障地點查找所耗費的時間，盡快趕到故障位置，排除故障恢復供電，就可以為企業挽回大量的經濟損失。
10kV架空線路故障定位及搶修支持系統的產生和應用就是為了解決這一問題。系統可安裝在輸配電線路上，用于在線檢測線路運行、故障情況及線路參數，是一套具有遠程傳輸能力的可分布監控、集中管理、即時通知型的智能化電力線路管理系統。檢測終端分布掛裝在電力傳輸網絡上需要監測的位置（如各分支處、各事故多發事段、電纜接頭上等），可以實時監測線路運行情況，在線路出現短路故障、接地故障、過載、停電等情況下，將采集的特征數據傳送到監測中心，監測中心在顯示屏上直觀地顯示出故障發生地點，進行聲光報警并以手機短信的方式通知相關人員。工作人員可以足不出戶，全面掌握線路運行情況。
2. 常見故障
常見故障原因：
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故障原因
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原因描述
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長期
過荷運行
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由于過荷運行，電纜的溫度會隨之升高，尤其在炎熱的夏季，電纜的溫升常常導致電纜的較薄弱處和對接頭處首先被擊穿。在夏季，電纜故障率高的原因正在于此。
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機械損傷
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損傷部位的破壞才發展到鎧裝鉛皮穿孔，潮氣浸入而導致損傷部位徹底崩潰形成故障。
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化學腐蝕
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電纜路徑在有酸堿作業的地區通過或煤氣站的苯蒸汽往往造成電纜鎧裝和鉛包大面積長距離被腐蝕。
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地面下沉
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此現象往往發生電纜穿越公路、鐵路及高大建筑物時，由于地面的下沉而使電纜垂直受力變形，導致電纜鎧裝、鉛包破裂甚至折斷而造成各種類型的故障。
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電纜絕緣物
的流失
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電纜鋪設時地溝凹凸不平，或處在電桿上的戶外頭，由于電纜的起伏、高低落差懸殊，高處的電纜絕緣油流向低處而使高處電纜絕緣性能下降，導致故障發生。
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常見故障分類：
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接地
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低電阻接地
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高電阻接地
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短路
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包括雷擊造成的相間短路
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外在導電體或者半導電體造成的相間短路
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設備絕緣降低造成的相間短路
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接地相間短路
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斷路
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斷線故障
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斷線并接地故障
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常見故障判斷方法：
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接地
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當遙測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻，或芯與芯之間絕緣電阻低于100KΩ時，為低電阻接地故障。
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當遙測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻，或芯與芯之間絕緣電阻低于正常值很多，但高于100KΩ時，為高電阻接地故障。
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短路
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線路短路瞬間電阻為0，電流無窮大。
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斷路
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當遙測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻較高或正常，應進行導體連續性試驗，檢查是否有斷線，若有即為斷線故障。
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當遙測電纜一芯或幾芯導體不連續，再經過一芯或幾芯對地絕緣電阻遙測后，判斷為低阻或高阻接地線，為斷線并接地故障。
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3. 故障分析原理
短路故障判據：
接地故障判據：
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發生一相完全接地時,即金屬性接地。相電壓特征是一相電壓為零,其他兩相電壓升高到線電壓,結果判斷為:電壓為零相是接地相。
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發生一相不完全接地,即通過高電阻或電弧接地,相電壓特征是一相電壓降低,但不為零;另兩相電壓升高,大于相電壓,但達不到線電壓。結果判斷為:電壓低的一相為接地相。
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間歇性接地,隨擊穿放電次數,三相電壓表來回擺動,接地相電壓時減、時增,非故障相電壓時增、時減、或有時正常。
斷路判據：
4. 解決方案
4.1 系統目的
1. 實時監測線路運行狀態；
2. 準確判斷故障類型；
3. 故障點準確定位；
4. 聲、光、短信報警；
5. 搶修跟蹤；
6. 線路故障查詢、統計、分析；
7. 線路改造、升級方案；
8. 數據共享，全局掌控；
4.2 總體架構
系統由故障檢測終端、無線通信傳輸、數據檢測中心三部分組成。故障檢測終端掛裝在電力傳輸網絡上需要監測的位置（如：各分支處，各事故多發事段等）,當線路運行狀態發生異常變化（短路、接地、斷電）時，系統的線路故障檢測器能即時響應故障信號，變化的各種信號以編碼的方式采用無線裝置進行發射。無線通信傳輸主要功能是接收并傳遞信號。數據檢測中心作為信號接收終端，收到其信號后，進行分析、處理、展現，在顯示屏上直觀地顯示出故障發生地點，同時，進行聲光報警并以手機短信的方式通知相關人員。并結合線路搶修管理進行搶修、派工、生技科審批、搶修工作回執、安監科審核等一系列的規范化流程管理，使整個線路的管理、檢測、維護等流程一氣呵成，更加體現出了系統的人性化、高效化、規范化、專業化的特點。如下圖所示：
總體架構圖
4.3 功能結構
功能結構圖
主要功能：
1. 檢測單相接地故障區段；
2. 檢測相間短路故障區段；
3. 在線檢測線路負荷大小；
4. 可實現線路過負荷報警；
5. 線路缺相運行、三相不平衡報警；
6. 檢測配電線路的運行狀況，包括負荷電流、電壓、開關工作狀態等；
7. 檢測終端自檢功能；
8. 線路維護、故障查詢統計；
9. 線路搶修管理，包括搶修、派工、生技科審批、搶修工作回執、安監科審核等。
5. 系統特點
1. 檢測終端使用壽命長
檢測終端采用防塵、防水設計，殼體使用航空材料制成，可耐寒、耐高溫，抗雷擊、冰凍等惡劣自然災害。
2. 故障檢測穩定
使用RF和GSM兩種通信相結合的方式，靈活、合理的搭配，保證無線通信信號無盲區，實現數據穩定傳輸，保障數據完整接收。
3. 故障點定位準確
科學合理的設計和安裝檢測終端，可以準確的定位故障所在處，可以使故障定位誤差在300M之內。
4. 初期建設費用低
檢測終端價格低，供電公司投資費用低，利用檢測終端在線路上的安裝原則，可以在最小的投資下得到最大化的檢測效果。
5. 運行費用低
使用RF和GSM兩種通信相結合的方式，既可以滿足通信質量，又可以減少運營費用。如果只使用RF無線通信方式就可以滿足檢測線路的通信條件，則根本就不會產生任何運營費用。
6. 規范化線路搶修管理
將線路故障檢測、定位與供電所線路搶修管理無縫對接，可以滿足線路維護過程中的搶修、派工、生技科審批、搶修工作回執、安監科審核等一系列規范化流程管理。
6. 系統優勢
1. 采用零序電流與異頻信息相結合方式檢測、判斷接地故障，大大提高判斷的準確性；
2. 通過高壓電容取電方式提供中繼器和信號源工作電源，運行穩定，免維護；
3. 故障檢測終端采用免維護自充電電源，使用壽命長；
4. 軟件人性化、操作方便，功能強大，易維護；
5. 采用RF和GSM相結合的方式接收故障信息，漏報率低 ；
6. 故障報警多樣化，采用圖形、語音、短信相組合的方式進行故障報警，及時、可靠；
7. 將線路故障檢測、定位與供電所線路搶修管理無縫對接，使管理更便捷、流暢、高效；
8. 可根據用戶需要修改設計程序。
7. 清單
單位：（萬元）
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硬件部分
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序號
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監測點
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單價
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數量
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備注
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1
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故障檢測終端
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需要安裝的組數，要根據現場情況決定。
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一組有3個，分別掛接A、B、C三相電。
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2
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中繼器
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一組故障檢測終端配一臺中繼器
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數據中轉
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3
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GSM信號接收器
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1臺
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主站接收數據
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4
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主站服務器
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1臺
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監測中心
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軟件部分
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序號
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功能模塊
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單價
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備注
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1
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系統管理模塊
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2
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線路管理模塊
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3
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數據通訊模塊
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4
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線路監控模塊
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5
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故障判斷模塊
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6
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查詢統計模塊
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7
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終端自檢模塊
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8
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線路搶修模塊
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