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1.背景
县供电企业一般多为城网结构，农网线路复杂，一旦出现线路故障不仅浪费大量的人力、物力，还会影响城市建设、居民用户、企事业单位、学校等的生产、生活用电，而工作人员查找和排除故障需要花费较多时间。特别是在发生停电故障后，人工查找故障点的时间远远大于故障处理时间。如果工作人员能够减少故障地点查找所耗费的时间，尽快赶到故障位置，排除故障恢复供电，就可以为企业挽回大量的经济损失。
10kV架空线路故障定位及抢修支持系统的产生和应用就是为了解决这一问题。系统可安装在输配电线路上，用于在线检测线路运行、故障情况及线路参数，是一套具有远程传输能力的可分布监控、集中管理、即时通知型的智能化电力线路管理系统。检测终端分布挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如各分支处、各事故多发事段、电缆接头上等），可以实时监测线路运行情况，在线路出现短路故障、接地故障、过载、停电等情况下，将采集的特征数据传送到监测中心，监测中心在显示屏上直观地显示出故障发生地点，进行声光报警并以手机短信的方式通知相关人员。工作人员可以足不出户，全面掌握线路运行情况。
2. 常见故障
常见故障原因：
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故障原因
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原因描述
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长期
过荷运行
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由于过荷运行，电缆的温度会随之升高，尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆的较薄弱处和对接头处首先被击穿。在夏季，电缆故障率高的原因正在于此。
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机械损伤
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损伤部位的破坏才发展到铠装铅皮穿孔，潮气浸入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。
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化学腐蚀
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电缆路径在有酸碱作业的地区通过或煤气站的苯蒸汽往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。
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地面下沉
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此现象往往发生电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时，由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形，导致电缆铠装、铅包破裂甚至折断而造成各种类型的故障。
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电缆绝缘物
的流失
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电缆铺设时地沟凹凸不平，或处在电杆上的户外头，由于电缆的起伏、高低落差悬殊，高处的电缆绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生。
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常见故障分类：
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接地
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低电阻接地
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高电阻接地
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短路
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包括雷击造成的相间短路
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外在导电体或者半导电体造成的相间短路
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设备绝缘降低造成的相间短路
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接地相间短路
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断路
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断线故障
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断线并接地故障
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常见故障判断方法：
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接地
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当遥测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于100KΩ时，为低电阻接地故障。
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当遥测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100KΩ时，为高电阻接地故障。
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短路
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线路短路瞬间电阻为0，电流无穷大。
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断路
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当遥测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常，应进行导体连续性试验，检查是否有断线，若有即为断线故障。
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当遥测电缆一芯或几芯导体不连续，再经过一芯或几芯对地绝缘电阻遥测后，判断为低阻或高阻接地线，为断线并接地故障。
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3. 故障分析原理
短路故障判据：
接地故障判据：
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发生一相完全接地时,即金属性接地。相电压特征是一相电压为零,其他两相电压升高到线电压,结果判断为:电压为零相是接地相。
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发生一相不完全接地,即通过高电阻或电弧接地,相电压特征是一相电压降低,但不为零;另两相电压升高,大于相电压,但达不到线电压。结果判断为:电压低的一相为接地相。
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间歇性接地,随击穿放电次数,三相电压表来回摆动,接地相电压时减、时增,非故障相电压时增、时减、或有时正常。
断路判据：
4. 解决方案
4.1 系统目的
1. 实时监测线路运行状态；
2. 准确判断故障类型；
3. 故障点准确定位；
4. 声、光、短信报警；
5. 抢修跟踪；
6. 线路故障查询、统计、分析；
7. 线路改造、升级方案；
8. 数据共享，全局掌控；
4.2 总体架构
系统由故障检测终端、无线通信传输、数据检测中心三部分组成。故障检测终端挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如：各分支处，各事故多发事段等）,当线路运行状态发生异常变化（短路、接地、断电）时，系统的线路故障检测器能即时响应故障信号，变化的各种信号以编码的方式采用无线装置进行发射。无线通信传输主要功能是接收并传递信号。数据检测中心作为信号接收终端，收到其信号后，进行分析、处理、展现，在显示屏上直观地显示出故障发生地点，同时，进行声光报警并以手机短信的方式通知相关人员。并结合线路抢修管理进行抢修、派工、生技科审批、抢修工作回执、安监科审核等一系列的规范化流程管理，使整个线路的管理、检测、维护等流程一气呵成，更加体现出了系统的人性化、高效化、规范化、专业化的特点。如下图所示：
总体架构图
4.3 功能结构
功能结构图
主要功能：
1. 检测单相接地故障区段；
2. 检测相间短路故障区段；
3. 在线检测线路负荷大小；
4. 可实现线路过负荷报警；
5. 线路缺相运行、三相不平衡报警；
6. 检测配电线路的运行状况，包括负荷电流、电压、开关工作状态等；
7. 检测终端自检功能；
8. 线路维护、故障查询统计；
9. 线路抢修管理，包括抢修、派工、生技科审批、抢修工作回执、安监科审核等。
5. 系统特点
1. 检测终端使用寿命长
检测终端采用防尘、防水设计，壳体使用航空材料制成，可耐寒、耐高温，抗雷击、冰冻等恶劣自然灾害。
2. 故障检测稳定
使用RF和GSM两种通信相结合的方式，灵活、合理的搭配，保证无线通信信号无盲区，实现数据稳定传输，保障数据完整接收。
3. 故障点定位准确
科学合理的设计和安装检测终端，可以准确的定位故障所在处，可以使故障定位误差在300M之内。
4. 初期建设费用低
检测终端价格低，供电公司投资费用低，利用检测终端在线路上的安装原则，可以在最小的投资下得到最大化的检测效果。
5. 运行费用低
使用RF和GSM两种通信相结合的方式，既可以满足通信质量，又可以减少运营费用。如果只使用RF无线通信方式就可以满足检测线路的通信条件，则根本就不会产生任何运营费用。
6. 规范化线路抢修管理
将线路故障检测、定位与供电所线路抢修管理无缝对接，可以满足线路维护过程中的抢修、派工、生技科审批、抢修工作回执、安监科审核等一系列规范化流程管理。
6. 系统优势
1. 采用零序电流与异频信息相结合方式检测、判断接地故障，大大提高判断的准确性；
2. 通过高压电容取电方式提供中继器和信号源工作电源，运行稳定，免维护；
3. 故障检测终端采用免维护自充电电源，使用寿命长；
4. 软件人性化、操作方便，功能强大，易维护；
5. 采用RF和GSM相结合的方式接收故障信息，漏报率低 ；
6. 故障报警多样化，采用图形、语音、短信相组合的方式进行故障报警，及时、可靠；
7. 将线路故障检测、定位与供电所线路抢修管理无缝对接，使管理更便捷、流畅、高效；
8. 可根据用户需要修改设计程序。
7. 清单
单位：（万元）
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硬件部分
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序号
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监测点
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单价
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数量
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备注
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1
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故障检测终端
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需要安装的组数，要根据现场情况决定。
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一组有3个，分别挂接A、B、C三相电。
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2
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中继器
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一组故障检测终端配一台中继器
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数据中转
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3
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GSM信号接收器
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1台
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主站接收数据
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4
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主站服务器
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1台
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监测中心
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软件部分
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序号
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功能模块
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单价
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备注
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1
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系统管理模块
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2
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线路管理模块
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3
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数据通讯模块
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4
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线路监控模块
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5
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故障判断模块
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6
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查询统计模块
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7
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终端自检模块
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8
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线路抢修模块
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