高压直流输电线路故障诊断分析

陈锦松

中国南方电网超高压输电公司天生桥局 贵州 兴义 562499

1 前言

在国内经济市场蓬勃发展的大环境支持下，国家对电能的需求量也得到相应的提高，持续稳定的提供电能已经成为了一个对城市最基本的生活保障。高压直流输电与交流输电相比较之下，前者杆塔结构简单，线路造价成本低，在增强系统中可靠性更高，并且不增加限制电路系统的短路容量，便于实现电力系统的非同期联网运行以及不同频率的电力系统的联网，适用于高电压、远距离、大容量输电。正因为其明显的优势，直流输电也得以迅速稳健的发展，于此同时，怎样维持高压直流输电系统的性能，确保系统高效、可靠、安全的运营并及时预测可能出现的系统故障，成为当前电力从业人员面临的一大挑战[1]。

2 常见故障特征分析

基于高压直流输电线路的高速建设以及大范围运营，一部分关于直流线路管理运营问题也相继出现，目前来说，在管理运行工作中的一大难题就是直流输电线路的雷害防治工作等，下面文章针对几个常见故障进行分析，并对其特征进行描述:

2.1 雷击 雷击的主要特征有再瓷质绝缘子表面放电的痕迹相对比较明显，烧伤位置的中间一般是白色或者在白色部分中带有一些小黑点，会导致瓷釉发生掉落的情况，另外在痕迹的边缘则通常是黄色或者黑色。相对玻璃绝缘子来说，放电的痕迹就没有那么明显，但是放电弧会在玻璃钢裙边形成很多小块的暗纹，当电流强度不断增加时，就很有可能会发生自爆的现象[2]。

在高压直流输电线路两个极的电压极性是相反的，根据物理学中异性相吸、同性相斥的原理，电云可能会向不同极性的直流极线放电。所以针对双极直流输电线路来说的话，两个极在相同的地点相同的时间被雷击中的概率微乎其微。而一般的直流线路被雷击的时间并不长，雷击令直流电压突然升高后再下降。假如直流线路绝缘无法承受突然提高的电压时，就有可能导致直流线路发生对地闪络放电的情况。

2.2 污闪 污闪的主要特征是会沿绝缘子的表面进行放电，大多数绝缘子表面会造成各个程度的不同烧伤，通常放电通道产生的烧伤痕迹也不会是直线的形状，往往没有规律的分布在绝缘子表面。与此同时，导线往往不会存在明显灼伤痕迹，而金具和绝缘子的钢帽、钢脚等衔接部分在一定程度上会出现轻微灼伤的痕迹。相对于平时正常状态下的绝缘子，发生故障问题绝缘子的放电声音也会有所不同，前者的放电声音一般是有规律可循的“沙沙”的声音，而后者放出的放电声音则是“嗞嗞”作响。

3 高压直流输电线路故障定位方法分析

高压直流输电线路相对来说情况比较复杂特殊，一旦其出现故障问题就会影响正常供电服务，为了更好的判断该故障发生在什么位置，一般主要采用行波法和故障分析法这两种方式。在相关工作人员进行直流输电线路故障定位时，其方法往往是非常多样化的，这就要求我们在掌握理论知识的同时，还要切实了解其中的技术要点，以便于在实际操作过程中更好的运用[3]。

与传统的行波法有所区别，目前主流的行波法除了包括单端法和双端法，还另外涵盖小波变换法、数学形态法、希尔伯特—黄变换法、固有频率法以及独立分量法等等。其中希尔伯特黄变换法是一种新型的极具代表性的信号处理技术，对处理非线性以及非平稳信号有清晰的物理意义，使用得当的情况下，不止可以对行波波头进行有效检测，还能对计算故障距离起到帮助作用，同时再与信号自身在时域中实施自适应的分解进行结合，不会引发在奇函数和分解尺度上的选取问题[4]。

而对于故障分析法，若是依据电气量来源进行区分，也可分为单端法和双端法两种方式，而依据线路模型进行区分，则又可将其分为集中参数法与分布参数法两种方式。另外，将其依据电气量的形式进行区分，可以区分为频域法和时域法两种方式。其中对于直流输电线路故障测距问题，分布参数法有自己独特优势，利用其可以做到对任意定位的暂态到稳态时段中数据进行定位，从而直接可以运用到相关的故障数据，并且不需要另外进行时域频域的转换。该方法主要是以分布参数模型为基础对故障进行定位，从而通过两端打压和电流对两端沿线电压的分布进行计算，通过电压故障点对故障进行定位。

4 结束语

综上所述，高压直流输电在我国输电中占据着不可比拟的位置，其本身先天具有的很多优势，让其在高电压和大容量及远距离的输电工程中得到了全面运用，同时又因为其线路故障定位存在很多高难度的问题，无时无刻不在要求着我们必须加快对这一问题分析与处理，希望本文中对高压直流输电线路故障定位方法分析，可以有效帮助到相关工作人员找到故障并排除故障，以便于为众多电力客户提供更加优质高效的服务。