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摘要：配网线路故障定位与查找是配网系统安全维护工作的重要组成部分，只有及时、精准地定位故障，解除故障问题，才能真正支持配网系统的安全运转，发挥其应有的功能和作用。无线传感器网络作为一项新型技术，被应用于配网系统，发挥了有效的故障定位功能。文章分析了无线传感器网络在配电线路故障定位中的应用。
关键词：无线传感器网络；配电线路；故障定位
1、无线传感器网络概述
1.1、无线传感器网络含义
无线传感器网络是由一组传感器以AdHoc方式构成的无线网络，其作用是通过感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并将信息发布给网络观察者。无线通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展促使无线传感器网络技术不断成熟，具备较强感知能力、计算能力以及通信能力的微型传感器开始在世界范围内得到广泛应用，微型传感器给诸多领域的研究工作提供了极为便利的研究条件，这一技术正向着更广阔的领域发展，无线传感器网络的发展越来越引起人们的重视，其在国防、工业生产控制以及交通监测和灾害防治等领域显示出巨大作用。
1.2、无线传感器网络特点
无线传感器网络主要有以下几个特点，大规模，为了获取准确的数据信息，通常在目标去区域布置大量的传感器，通过大规模信息数据传送能够有效提高其准确性；自组织，传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统；动态性，传感器网络系统要能够适应各种变化，具有动态的系统可重构性；可靠性，传感器网络能够适应恶劣的环境，具有十分严格的通信保密性和安全性；以数据为中心，无线传感器网络是以数据为中心的网络，这一网络的运行依赖于大量数据的交换；无线传感器网络还具有集成化，协作方式执行任务等特点，这些特点决定了无线传感器网络的基本作用。
2、无线传感器网络配电线路故障定位优势
2.1、无线传感器网络实际是一个大规模网络，其节点分布广泛，布置密集，能够通过不同空间视角获取信号，是目标信息更加全面和准确，在配电路线故障定位工作中，无线传感器网络能实现大范围、快速、准确的定位极大节省了人力和物力，提高了故障定位效率，进而能够减少用户损失，最大程度的维护用户利益。
2.2、无线传感器网络节点实现了数据采集、数据处理和通信等功能的集成，有效简化了工作设备，无线传感器的运用，不需要复杂的通信天线等装置，极大降低了资金投入，有效节省了配电网络的维护成本，相比较传统的配电路线故障定位方法，无线传感网络的应用优势明显。
2.3、无线传感器网络的适应性强，能够有效应对各种复杂环境，在极端恶劣环境下无线传感器网络更能满足配电网络保障工作的需要，实际工作中配电线路的架设往往难以完全避开复杂环境，针对这样的情况无线传感其网络的应用往往能为配电路线故障排除工作提供准确的信息支持。
2.4、无线传感器网络通过采集故障电流分量来进行故障定位，使得定位更加精确，在这一过程中采集数据较少，实现了分析计算的简化，无线通信的使用，使其克服了传统双端测距法带来的采集故障数据不同步造成的不利影响，先进无线传感器网络配电线路故障定位方法有效弥补了传统方法的不足，在此后的的配电线路保护工作中必会逐步替换传统的方法进而发挥其更大的优势。
图1配网无线传感器设置结构
其中小圆圈代表配置于输电线路中的无线传感器节点。根据中性点不接地的特征，同时根据中性点经消弧线圈接地的特点。如果依然采用旧式的零序电流分析法，故障定位效率低。此时选择无线传感器网络系统进行故障定位，其主体功能体现为：依靠故障相路每两个临近节点之间的故障与非故障电流幅值差，二者之间对比的策略进行故障定位。
3、故障定位的准确性与快速性
3.1、精准性
故障测距最为关键、核心的规定为保证故障定位的精准性，这样才意味着测距成功。因此，无线传感器网络可否发挥作用，第一步应该确保其可以精准地找到故障位置。该系统内部，故障能否被精准地定位，同节点的配置间隔关系很大，选择相对误差δ，其值要小于2%，l代表被检测线路的总长度，r则为节点的配置间隔，D为节点传输半径的高极值。要想确保故障测距精度，就要满足δ≤r/l≤D/l。
假设现实配网中引入MICA2传感器节点，则D值最大为500～1000m，现实操作过程中，r通常取50m，l值则要在2.5km以上，这样才能真正达到精准度的标准，其可以满足中低压配网的故障定位需求。
3.2、快速性仿真分析
快速切除属于一项重要故障定位的方法，适合于配网系统中的应用。具体表现为：配网故障出现，节点立即投入运转，故障信号在4ms内传输完毕。以无线传感器网络为依托的配网故障定位通常引入了同步触发设备，故障出现时，节点能够飞速地进入运行，从而以最快的速度切除故障。数据在汇聚过程中可能出现延时现象，具体涵盖数据处理、发送等的延时以及数据从发送处至汇聚处的传输过程中所耗费的时间等，各个线路中节点之间相距50米。
4、故障定位的可靠性分析
4.1、配网出现故障问题后，无线传感器节点可以及时、有效地监测到故障信号；同时，中下层节点的相关信息能够确保安全、合理地传送到不同部位节点，最终传输到控制中心。
4.2、因为传感器节点选择了特殊的设备进行数据收集，也就是常用的行波触发设备。因此，节点能够适时地查看到故障相关的数据、信息。而且该传感器网络系统也能将所收集的信息及时地传送出去，为控制中心所接收，这样就保证了配网故障定位的高效性、及时性与准确性。
结束语
综上所述，配网线路故障定位与查找是配网系统安全维护工作的重要组成部分，只有及时、精准地定位故障，解除故障问题，才能真正支持配网系统的安全运转，发挥其应有的功能和作用。无线传感器网络作为一项新型技术，被应用于配网系统，发挥了有效的故障定位功能。
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