直擊線路檢測三大痛點，筑牢配電線路故障事前防線

配電網直接面向用戶，是保證供電質量、創新用戶服務的關鍵環節，用戶感受到的停電事故中絕大部分由配電網故障引發。

目前配電網故障處理工作的關注重點

自2015 年國家能源局印發《配電網建設改造行動計劃(2015—2020 年)》以來，我國在事中和事后階段的故障處理技術方面取得了顯著成效，如柔性接地、主動消弧、故障隔離等，大幅提升了供電可靠性。然而，傳統事中和事后階段的故障處理技術無法避免故障發生，未來隨著高滲透率新能源接入，配電網結構從傳統的單鏈環、輻射狀配電網，發展為多鏈環、環網結構電網，配電網故障下繼電保護難以整定，新能源孤島運行也增加了火災、觸電等風險。在電能替代趨勢下，電采暖、電窯爐、數據中心等負荷快速增長，對故障停電容忍度極低。因此，預防故障停電將成為新形勢下提升供電可靠性的核心訴求，2024 年《國家發展改革委 國家能源局關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》中也提出了“將保障電力安全可靠供應作為首要任務”的要求。

配電網早期故障階段的示意圖

初次早期故障時的不同階段電壓與電流波形對比

配電線路作為配電網的主要組成部分，具有點多面廣、單位造價低的特點，傳統的紅外熱成像、局部放電檢測、無人機巡視等周期性巡視手段可有效發現故障隱患，但運維成本較高、難以全時全域覆蓋。大部分配電線路故障在發生前有間歇性電弧現象，未觸發保護動作就能夠自行恢復，該現象在數小時至數周時間內由弱變強，最終發展為永久性故障。在此期間，電弧能量足以引起電壓、電流的波動，并在配電線路中沿線傳播，能夠被故障指示器、饋線終端單元等裝置檢測到，可作為故障預警的切入點。《配電線路早期故障基礎理論與檢測技術》將配電線路早期故障定義為由短時介電性能下降導致不斷燃弧和熄弧的過程，是一種特有的瞬時故障，具有間歇性、自恢復性、發展性等特點，在早期故障階段及時發現故障隱患，是實現故障事前預警、主動處理的有效手段。

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配電線路早期故障基礎理論與檢測技術購買

劉亞東, 嚴英杰 著

北京 : 科學出版社, 2025. 12

ISBN 978-7-03-082991-7

本書結合作者近年來完成的國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃、中國南方電網有限責任公司科技項目等相關研究成果，對配電線路早期故障基礎理論與檢測技術進行闡述，整體上采用廣域監測的思想，提出配電線路早期故障分布式檢測與辨識架構，可實現低成本、全時空覆蓋配電線路故障事前預警。針對早期故障的動態發展和多次間歇性發生的特點，分布式檢測線路上間歇性產生的早期故障電壓、電流信號并定位故障，依據不同類型早期故障發展規律尋找其在電氣特性上的差異，并結合長時間尺度下電氣特性的演化規律建立早期故障辨識模型，在繼電保護系統動作之前就定位故障點并辨識故障類型，將配電線路故障處理的防線由事后推進到事前，支撐配電線路故障事前預警、主動處理，從源頭上遏制故障。

基于人工智能的早期故障辨識分析方法：類人概念學習框架。本書提出一種基于層次貝葉斯程序學習(HBPL)框架的早期故障檢測方法。該框架通過探索波形背后的組合性和因果關系，即使很少的樣本也可以提供足夠的信息來支持檢測。該框架包含以下兩個步驟：波形分解和概率學習。波形分解是從波形產生基元，然后基于這些基元定義波形的生成過程，該過程用于概率學習。模型的檢測結果是計算給定配電系統中先前出現的異常信號屬于早期故障的概率

基于數據驅動的配電線路早期故障辨識方法：RSSPN 模型的整體框架。本書提出一種用于配電系統故障原因分類的小樣本分類器，即魯棒的半監督原型網絡(RSSPN)，利用基本的原型網絡架構和半監督學習的思想，為解決人工智能在配電網應用中經常面臨的數據不足的問題提供了新思路

配電線路早期故障檢測涉及電力、傳感、人工智能等多技術領域，本書主要結合作者的科研工作對關鍵技術問題進行論述。共分為五章。第1 章為配電線路早期故障的背景、內涵、研究現狀及關鍵技術架構，讓讀者了解配電線路早期故障的研究意義和國內外研究現狀；第2～4 章為本書核心內容，圍繞故障電弧演化機理“看不清”、機理缺失下故障“辨不準”、復雜工況下裝置“測不穩”三大難題，撰寫配電線路早期故障電弧動態演化機理、高泛化性辨識技術、高可靠檢測技術三方面內容；第5章為配電線路早期故障的研究總結與展望，讓讀者了解配電線路早期故障相關技術發展趨勢，以及未來可延伸的居民、工業等用電安全場景。

本書的研究成果是作者所在的上海交通大學電氣工程學院、國家能源與智能電網(上海)研發中心的教師及所指導的研究生共同取得的。直接參與本書撰寫的有劉亞東研究員、嚴英杰副研究員，其中劉亞東研究員撰寫了第1～3 章，嚴英杰副研究員撰寫了第4、5 章。江秀臣教授、劉東教授為本書的研究和撰寫工作進行指導并提出非常寶貴的建議和意見。在本書撰寫過程中，得到上海交通大學電氣工程學院的領導和同事的大力支持與幫助，作者謹表示由衷的感謝。本書中涉及的一些數據和現場應用技術資料得到了云南電網有限責任公司、廣東電網有限責任公司、國網北京市電力公司、國網山東省電力公司等單位的幫助，在此一并深表感謝。

本文摘編自《配電線路早期故障基礎理論與檢測技術》（劉亞東, 嚴英杰著. 北京 : 科學出版社, 2025. 12）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-082991-7

責任編輯：郭 媛

本書可供電氣工程專業本碩博學生、高校教師、電力從業人員等參考使用。

《風力發電機組傳動鏈設計制造與試驗技術》

《新型電力系統頻率穩定控制》

《電力變壓器線圈內暫態電壓計算》

（本文編輯：劉四旦）

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