高压输电线路故障检测与定位技术的新进展

摘要：高压输电线路作为电力系统中不可或缺的重要组成部分，承载着电能的传输和供电任务，然而由于环境因素、设备老化和长期使用等原因，高压输电线路容易出现故障，给电网的稳定运行带来了巨大的隐患，为了确保电网的安全和可靠运行，开展高压输电线路故障检测与精确定位技术的研究具有重要意义。本文综述了高压输电线路故障检测与定位技术的最新进展，包括传统技术、智能化技术和无线传输技术的应用，探讨了这些技术在提高电网安全稳定运行、提高故障处理效率、降低维护成本以及推动智能电网建设方面的作用。

关键词：高压输电线路；故障检测；故障定位；智能化技术

引言：高压输电线路作为电力传输的关键环节，其故障检测与定位技术对于保障电网安全稳定运行具有重要意义，近年来随着智能化和无线传输技术的发展，高压输电线路故障检测与定位技术取得了显著进展，本文将综述这些新技术的最新进展，并探讨其在电力行业中的应用前景。

一、传统高压输电线路故障检测技术

（一）红外热像技术

红外热像技术是一种通过红外热像仪对高压输电线路进行扫描，探测线路上温度异常区域，进而判断是否存在故障的技术，该技术具有快速、无损、非接触等特点，在实际应用中取得了较好的效果，运维人员可以通过红外热像仪实时监测线路的温度分布，发现异常热点及时采取措施修复故障，从而避免供电中断和设备损坏。

（二）功率频谱分析技术

功率频谱分析技术是通过对高压输电线路上电流和电压信号进行精确采集和分析，追踪和诊断线路上的潮流变化和频谱特征，从而确定是否存在故障，该技术可以帮助操作人员快速定位和诊断故障，提高故障诊断的准确性和效率，通过对采集到的信号进行频谱分析，运维人员可以识别出线路上的异常频率成分，进而判断故障类型和位置【1】。

（三）超声波检测技术

超声波检测技术是利用超声波传感器对高压输电线路进行扫描，检测线路上的声音信号，通过信号的变化来判断是否存在故障，该技术具有高灵敏度、快速、可靠等特点，可以有效地定位和检测线路上的故障，超声波传感器能够捕捉到线路上的微小振动和声音信号，通过信号分析可以确定故障位置和类型。

（四）高压电缆故障测距技术

对于高压电缆故障可以采用测距技术来准确定位故障点，该技术通过测量电缆上的信号传播时间和传播速度来计算故障点的位置，帮助维护人员快速找到故障点，提高线路的恢复速度，高压电缆故障测距技术具有定位准确、操作简便等优点，是电缆故障处理中常用的技术手段。

二、智能化高压输电线路故障检测与定位技术

（一）基于数字站平台的特高压设备数智化故障定位方法

国网浙江省电力公司超高压分公司申请了一项名为“一种基于数字站平台的特高压设备数智化故障定位方法”的专利，该方法通过采集数字站平台的实时数据、评价数据和基础数据，对数据进行归一化预处理和清洗，最终形成可用于故障分析的综合数据集，通过应用BP神经网络算法，该方法能够高效处理这类数据，并为变电站的故障排查提供强有力的技术保障。具体而言该技术流程包括将收集到的评价数据和基础数据进行规范化，然后对实时数据进行清洗，最终通过神经网络算法整合，通过这一系列的数据处理实现对单个变电站的多维度监控和实时分析，这一智能化的方法可以在运维人员的实际工作中，大幅提升对于设备状态的监控能力，减少故障发生时的响应时间，从而有效保障电力供应的连续性和安全性。

（二）超高压输电线路单端量分布式参数故障定位方法

国家电网有限公司华东分部申请了一项名为“一种超高压输电线路的单端量分布式参数故障定位方法”的专利，该方法包括获取待测超高压输电线路的线路参数，并判断线路是否发生故障；获取发生故障的输电线路本端的三线电压向量和三相电流向量，建立输电线路分布式参数模型；将输电线路分布式参数模型按照故障区域划分为故障点本侧分段模型、故障点对侧分段模型和故障支路模型；采用单端相量域集中式参数故障定位方法，求解获取故障位置和故障电阻的初值；基于故障点对侧分段模型，以故障位置和故障电阻为变量，构建故障定位方程，并作为最优化问题迭代求解故障位置和故障电阻，作为故障定位结果【2】。与现有技术相比，该方法显著提高了超高压长距离输电线路的故障定位精度，通过引入分布式参数模型和单端量故障定位方法，实现了对故障位置和故障电阻的精确求解，为运维人员提供了可靠的故障定位结果，提高了故障处理的效率和准确性。

（三）输电线路在线监测故障定位技术的发展

输电线路在线监测故障定位技术的发展经历了多个阶段，从最初的基础理论研究到现在的智能化、自动化监测，技术不断进步和完善，在1990年至2000年间，研究院所和高校对绝缘泄漏电流在线监测技术进行了大量理论研究，但由于技术限制这些技术并未得到广泛应用。2001年至2009年，随着对输电线路运行维护工作的重视，专业厂家开发并推广了部分在线监测产品，如雷击定位系统和输电线路在线监测装置，但这些系统缺乏规范性和标准性，导致运行中存在滞后性和孤岛运行的问题。2010年至今，随着智能电网建设的推进，输电线路在线监测技术得到了快速发展，国家电网公司颁布了通用技术规范，中国电科院对输变电设备状态监测装置进行了大量实践研究，推动了技术的重大突破，近年来输电线路故障定位技术开始引入智能理论算法，这些智能技术的应用提高了故障定位的自动化和智能化水平。

三、高压输电线路故障检测与定位技术的应用前景

（一）提高电网安全稳定运行

高压输电线路是电力系统的重要组成部分，准确检测和定位线路故障可以帮助运维人员快速排查故障及时采取措施修复，从而提高电网的安全性和稳定运行，通过采用先进的线路故障检测和定位技术，运维人员可以实时监测线路状态，及时发现潜在故障隐患，并采取预防措施，避免故障的发生。

（二）提高故障处理效率

通过采用先进的线路故障检测和定位技术，可以有效降低故障排查和修复的时间成本，提高故障处理的效率，减少停电时间，减少经济损失，运维人员可以根据故障信息和位置信息。

（三）降低维护成本

高压输电线路故障检测与定位技术的发展，可以帮助运营商针对故障点进行有针对性的维修，避免不必要的线路检修和更换，降低维护成本，通过实时监测和故障预警，运维人员可以及时发现并处理潜在故障，延长线路的使用寿命，减少维护成本【3】。

（四）推动智能电网建设

高压输电线路故障检测与定位技术的应用，能够为智能电网的建设提供重要支撑，通过实时监测、早期预警和智能定位，能够实现电网设备的远程控制和管理，提高电网的可靠性和效率，同时这些技术还可以为电力系统的优化调度和智能运维提供有力支持，推动智能电网的快速发展。

结论：

高压输电线路故障检测与定位技术作为保障电网安全稳定运行的关键手段，近年来取得了显著进展，传统技术与智能化技术的结合，以及无线传输技术的应用，为故障的快速定位与高效处理提供了有力支持。这些技术不仅提高了故障处理的效率和准确性，降低了维护成本，还为智能电网的建设提供了重要支撑，随着技术的不断创新和完善，高压输电线路故障检测与定位技术将在电力行业发挥更加重要的作用，为构建更加安全、可靠、高效的电网贡献力量。

参考文献：

[1] 吴巍.高压输电线路故障定位技术对电网安全运行的影响[J].电力设备管理， 2023（13）：45-47.

[2] 杜怀德.高压输电线路故障定位技术分析[J].电力设备管理， 2024（6）：2-4.

[3] 费彬，毛晓波.高压输电线路单相接地故障自动定位技术研究[J].自动化应用， 2022（9）：87-89.