一、應(yīng)用背景：配電網(wǎng)故障隱患重重

在工業(yè)生產(chǎn)與居民生活高度依賴電力的當(dāng)下，輸配電線路故障跳閘問題頻繁發(fā)生，給社會帶來諸多不便與較大經(jīng)濟(jì)損失。

從故障類型來看，桿塔傾倒會使線路失去支撐，直接中斷電力傳輸；斷線則讓電流通路斷裂，造成停電；樹障是指樹木生長過于靠近線路，可能引發(fā)短路等故障；風(fēng)偏會使導(dǎo)線因風(fēng)力偏離正常位置，導(dǎo)致放電或碰撞；瞬態(tài)接地短路會瞬間影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定；飄掛物附著在線路上，易引發(fā)絕緣問題；絕緣子劣化斷裂會破壞線路絕緣性能；雷擊更是強(qiáng)大的自然力量，直接沖擊線路，引發(fā)故障。

同時(shí)，外力破壞也對配電網(wǎng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。配網(wǎng)架空線路的桿塔高度一般在10 - 15米，易受大型機(jī)械施工車輛、大型貨車等的破壞。城鎮(zhèn)架空線路主干道、人口密集區(qū)，人員攀爬風(fēng)險(xiǎn)高，易致傷亡和線路故障。而且配網(wǎng)架空線路臨近人群，車多人流大，外破因素頻發(fā)。更棘手的是，配網(wǎng)故障確認(rèn)因線路分布廣、環(huán)境復(fù)雜而耗時(shí)冗長，延緩搶修、延長停電，擴(kuò)大故障影響。架空線路周邊環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，外力破壞隱患如影隨形，對現(xiàn)場實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測迫在眉睫。

二、基本原理：行波傳輸，光速“探病”

電力線路發(fā)生故障后，故障點(diǎn)會產(chǎn)生突變電壓。在這個(gè)突變電壓作用下，線路上會產(chǎn)生運(yùn)動的電壓、電流行波（電磁波）。無論故障性質(zhì)、嚴(yán)重程度、系統(tǒng)接線如何，線路上都會出現(xiàn)故障行波，行波傳輸不受故障類型影響。行波沿著導(dǎo)線向兩端傳輸，傳播速度接近光速。 基于此原理，可通過對行波的監(jiān)測與分析來確定故障位置等信息。利用行波從故障點(diǎn)傳輸?shù)骄€路兩端監(jiān)測裝置的時(shí)間差等數(shù)據(jù)，結(jié)合線路長度等基礎(chǔ)參數(shù)，就能精確計(jì)算出故障點(diǎn)距離監(jiān)測裝置的距離，從而實(shí)現(xiàn)故障定位。

三、優(yōu)勢與實(shí)現(xiàn)功能：多維度守護(hù)電力安全

（一）優(yōu)勢功能

凱銘諾配網(wǎng)視頻在線監(jiān)測裝置具備諸多亮眼優(yōu)勢。它采用感應(yīng)取電 + 光伏自取電的方式，實(shí)現(xiàn)“全天候、無間斷”供電，確保在各種環(huán)境與天氣條件下，裝置都能穩(wěn)定運(yùn)行，持續(xù)監(jiān)測線路狀況。 在故障判斷與處理上，裝置結(jié)合數(shù)據(jù) + 圖像雙重決策，能夠?qū)崿F(xiàn)故障即知、搶修即動，明顯縮短故障響應(yīng)時(shí)間。借助行波測距技術(shù)，可精確進(jìn)行故障定位 + 隱患預(yù)警，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并鎖定故障位置。同時(shí)，裝置支持全景觀察，三目一體，能全覆蓋掌握線路周邊情況。還有高精算法與AI識別加持，讓故障識別與分析更加智能、精確。

（二）實(shí)現(xiàn)功能

1.故障選線

比較同一母線上線路初始行波電流幅值和極性，幅值至大并與其它線路極性相反的線路即為故障線路。適用于變電站、配電所（室）、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、箱變、分支箱等場景，快速篩選出故障線路，為后續(xù)處理指明方向。

2.區(qū)段定位

通過合理部署故障監(jiān)測終端，將電力線路劃分為若干區(qū)段。比較兩個(gè)相鄰監(jiān)測終端感受到的初始行波電流極性確定故障區(qū)段，縮小故障范圍，提高排查效率。

3.精確定位

采用雙端行波測距原理，通過測量故障行波經(jīng)過相鄰終端的時(shí)間差，并結(jié)合線路基礎(chǔ)參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算故障位置，可實(shí)現(xiàn)各類短路故障和接地故障的精確定位，讓故障點(diǎn)無所遁形。

4.故障預(yù)警

通過對早期瞬時(shí)性故障進(jìn)行在線監(jiān)測和特征分析（穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、行波等），提前針對線路“漸發(fā)性”的異常放電現(xiàn)象（如金具放電、絕緣子污穢、樹木超高等）進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警并定位，及時(shí)通知運(yùn)維人員現(xiàn)場排查，將故障消滅在萌芽狀態(tài)。

四、工作流程：智能高效的故障處理閉環(huán)

（一）故障定位工作流程

當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，裝置通過傳感器采集相應(yīng)的故障信號，包括工頻電流/電壓信號，暫態(tài)電流信號，行波電流信號。隨后，利用101安全協(xié)議接入自動化配電平臺去完成數(shù)據(jù)上傳。接著，借助人工智能深度學(xué)習(xí)算法診斷并輸出故障診斷結(jié)果，精確定位故障位置。之后，根據(jù)定位位置，近的監(jiān)測裝置自動拍照和錄視頻，上傳至后臺。收到提醒后，工作人員可通過平臺查看工頻電流故障波形，暫態(tài)電流故障波形，故障點(diǎn)附近圖片和視頻以及故障判斷結(jié)果。之后，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，直接指派維修內(nèi)容和工作人員，減少現(xiàn)場確認(rèn)時(shí)間，快速開展故障維修。

（二）視頻監(jiān)測工作流程

在視頻監(jiān)測方面，裝置白天每30分鐘自動巡檢，夜間切換紅外模式監(jiān)測導(dǎo)線覆冰、放電現(xiàn)象；遇暴雨、大霧等惡劣天氣，自動啟動圖像增強(qiáng)算法，減少畫面模糊；當(dāng)檢測到線路振動（如強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致），觸發(fā)攝像頭防抖功能，確保監(jiān)測清晰度。

邊緣計(jì)算單元會針對架空線路典型隱患優(yōu)化算法，識別導(dǎo)線斷股、絕緣子污穢/破損、樹障及異物纏繞，實(shí)時(shí)標(biāo)記異常區(qū)域并計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)等級（如“樹障距離導(dǎo)線<0.5米，風(fēng)險(xiǎn)等級高”）。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，裝置通過4G無線通信將壓縮后的視頻片段、異常坐標(biāo)（結(jié)合GPS定位）上傳云端平臺。平臺結(jié)合架空線路拓?fù)鋱D確認(rèn)異常位置，調(diào)取歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助研判；附帶裝置拍攝的多角度特寫畫面，進(jìn)而開展定向預(yù)警數(shù)據(jù)傳輸，之后進(jìn)行協(xié)同核驗(yàn)派單處置，讓線路隱患得到及時(shí)處理。 凱銘諾配網(wǎng)視頻在線監(jiān)測裝置，憑借其先進(jìn)的技術(shù)與完善的功能流程，成為守護(hù)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的智能衛(wèi)士，為電力系統(tǒng)的可靠供電提供有力保障。