大伙知道安装在导线的这个小盒子是什么吗？
是防振锤？驱鸟装置？还是防雷装置？
都不是，
这个玩意叫“分布式故障监测装置”，
分布式故障监测装置：分散布置在输电线路导线上，利用行波测量原理进行故障点定位及故障原因辨识的装置。
故障监测装置由监测终端及数据中心站组成，
严格来讲，
卡在导线上的装置叫“监测终端”，
监测终端收集信号后通过无线通信传输给数据中心站。
数据中心站分析数据后得出结论。
故障监测装置分类如下：
按导线温度分：普通型、高温型、低温型。
按供电方式分：感应取电、太阳能型、复合型。
按应用场景分：交流型、直流型。
▲太阳能取电
▲拆开后长这样
安装位置：
对于 直线杆塔，
应安装在距悬垂线夹出口处2.5m左右的导线上，
或距离防震锤0.5m左右；
对于 耐张塔，
监测终端可安装于耐张线夹与防振锤之间；
对于 多分裂导线，
监测终端宜安装于其中一根子导线上。
对于 垂直及错开排列多分裂导线，
监测终端宜安装在最上方子导线上；
对于 最上方水平排列多分裂导线，
监测终端宜安装在内侧子导线上；
为什么要安装故障监测装置呢？
假设线路没有安装故障监测，
线路发生故障后，
线路运维人员就得大海捞针一样逐基排查。
何况正如咱们上文讲过，
架空线路大部分的铁塔位置都是：
深山大川、崇山峻岭，
天罡地火、险象环生！！！
（不好意思，有点夸张了）
等你找到故障点后，
黄花菜都凉了！
▲ 没故障监测装置排查故障
但是当你安装故障监测装置后，
能立即知道故障地点，
故障定位极速准确，
能极大缓解故障巡查和抢修的压力，
提升电网供电可靠性。
故障定位可分为区间定位和精确定位，
一般是根据区间定位推测大致位置，
再根据精确定位锁定精确位置。
一、故障区间定位方法
1、故障点位于区间内
监测终端分布安装于交流输电线路M和N位置，
装置安装方向均朝B变电站方向，
如下图所示：
故障发生在M和N区间内C点处。
故障发生后，
短路电流均由母线流向线路故障点C，
所以监测终端M处与监测终端N处所监测到的短路电流相位相反，
如下所示：
2、故障点位于区间外
监测终端分布安装于交流输电线路M和N位置，
装置安装方向均朝B变电站方向，
如下图所示：
故障发生在M和N点区间外一侧的C点处。
故障发生后，
短路电流均由母线流向线路故障点C，
所以监测终端M处与监测终端N处所监测到的短路电流相位相同，
如下图所示：
二、故障精确定位方法
无论故障点在区间内还是在区间外，
因为行波的速度是恒定的，
均可以通过行波到达监测终端的时间差，
来计算故障点的具体位置，
原理如下图所示：
三、单端定位方法
上述均是通过两个终端来定位故障，
其实如果只有一个终端也是可以定位的，
只是效果不如多个终端准确。
方法1：
如下图所示：
M点为装有监测终端的监测点，
故障点发生在A变电站和M之间的C点处。
由故障点产生的行波以速度v沿输电线路向B变电站传播，
并在B变电站和C之间来回反射，
监测终端M记录故障行波通过该监测点处的时刻，
即可构成单端行波故障定位。
方法2：
如图A.11所示，
M点为装有监测终端的监测点，
故障点发生在A变电站和M之间的C点处。
由故障点产生的行波以速度v
沿输电线路向两端变电站传播，
并在A变电站反射，
监测终端M记录故障行波通过该监测点处的时刻，
即可构成单端行波故障定位。
从上节咱们知道，
监测终端越多，监测的精度就会越高，
但是投入也会增加，
那么怎么配置既精确，又有效呢？
根据论文
《基于分布式监测系统的超高压输电线路故障诊断技术应用》
行波在线路传输过程中会因电阻、电导、大地
以及电晕等因素产生损耗，
引起波形衰减。
文章以实测波形为例（见下图），
解释行波传输衰减规律。
行波传输至第一套监测终端时，测量其幅值为215 mA；
至第二套监测终端时，幅值衰减至71 mA；
传输至39 km时进一步衰减到33 mA。
较低幅值的波形使得其主要特征变得模糊，
难以提取，
对故障点的精确定位及波形类型辨识造成困扰。
此外，
当故障行波传输后其幅值降低到30mA以下，
则容易与线路偶然强电晕放电特征造成混淆，难于提取。
结论：
行波在输电线路上传播存在衰减与畸变，
在行波传播超过20 km以上时可能造成
波头陡度变缓、波头特征改变或消失，
影响诊断结果，
因此采取每20~30 km布置分布式监测终端较为合理。
根据：
《输电线路分布式故障监测装置技术规范》
Q／GDW 11660-2016
配置要求如下：
下图是厂家给的一个配置图：
当线路有“T接”，架空电缆混合时，
因为会影响行波的路径和波形，
因此要在接驳点配置监测终端，
如下图所示：
同时，当线路横跨多个地区，
涉及多个运维管理单位时，
最好在运维分界点配置监测终端，
避免出现故障后相互推诿扯皮现象。
1、雷击：
超高压输电线路发生雷击故障时，
故障电流为千安级，
通常可达几十千安；
雷击故障行波电流的波头较陡，
波头时间较短，通常为微秒级，
可以此作为雷击故障的辨识依据。
2、树障
因树枝接触导线或小于安全距离导致的放电故障，
监测终端录得的典型故障行波波形如下图所示。
波形特征：波头下降沿很缓，
波头上升沿较其它高阻接地故障陡；
放电主峰前有间歇性闪络；
行波幅值较小（小于100A），可低至安培级。
3、山火
因山火使空气热游离和烟尘等因素导致的放电故障，
监测终端录得的典型故障行波波形如图B.3所示。
波形特征：主波上升沿及下降沿均较平缓，
波头半峰值时间长；
行波幅值较小（小于300A）；
波形较平滑，主波上升沿无明显预放电特征，
但主放电前一般存在微弱预放电。
4、风偏
因强风导致导线与杆塔或避雷线
距离小于安全间距发生放电故障，
监测终端录得的典型故障波形如图B.4所示。
波形特征：主波上升沿较陡，波头时间小，
半峰值时间长；常短时间内发生多次故障，
由于放电通道相同，主波相似度高。
故障案例1所在线路全长208.734 km，在该线路48号杆塔、84号杆塔、107号杆塔、160号杆塔安装了故障监测装置。该线路于2019-03-16T13：25：49发生跳闸故障。对该线路4套监测终端采集到的工频电流进行对比，得到故障时刻48号杆塔及84号杆塔L2相的工频电流波形如图5所示。图中异常电流突增2个周期后归零，与线路发生故障时工频电流特征一致，判断该线路L2相发生跳闸故障，且48号杆塔与84号杆塔上分闸工频短路电流相位角相反，因此可确定故障点位于48号杆塔与84号杆塔之间。
在48号至84号杆塔之间进行双端行波定位计算，根据故障时刻找出初始故障行波电流波形，如图6所示。对两波形的波头时刻进行标定后，可知初始故障行波第一次到达48号杆塔的时刻，与第一次到达84号杆塔的时间差Δt=4 μs。根据在线波速测定结果，行波在该线路的波速为290 m/μs，可算出故障点在距离48号杆塔8.474 km处。查阅线路档距资料后，确定故障杆塔为66号杆塔。本次故障行波电流幅值较小且半峰值时间较长，判断为非雷击故障。
（本文内容来自输电趣谈。本号所刊发文章仅为学习交流之用，无商业用途，向原作者致敬。因某些文章转载多次无法找到原作者在此致歉，若有侵权请告知，我们将及时删除，本文仅供学习交流、我们注重分享，勿作商用，版权归原作者。）