在线监测技术在铁路10kV电力线路故障监测中的应用分析

摘要：铁路10kV电力线路工况复杂、故障多样，传统监测手段实时性不足、定位精度差，难以适配智能化运维需求。本文重点介绍了暂态录波、分布式光纤测温、智能故障指示器的技术原理与应用优势，并针对哈密供电段大风、大温差、高污秽的特殊环境，融合泄漏电流监测技术，构建了多参量、空地一体化的故障预警与精准定位优化监测体系。工程应用表明，该方案可有效提升线路故障预判能力与供电可靠性，为铁路电力线路由周期检修向状态检修转型提供有力技术支撑。

关键词：在线监测；铁路10kV电力线路；状态感知；哈密供电段；泄漏电流

引 言

在线监测技术可通过线路关键点位的传感采集设备，全天候采集线路电流、电压、温度等运行参数，依托高速采样与智能算法，精准捕捉瞬时故障信号、识别异常温升、远程锁定故障区段，彻底解决传统盲目巡检的痛点，实现线路运行状态可视化。目前，暂态录波、分布式光纤、智能故障指示器等技术已在铁路线路落地应用，但在复杂气候、差异化电网结构下的设备适配、点位布设及多技术协同应用仍有待优化。对此，针对哈密供电段特殊工况优化监测方案，为同类线路智能化监测体系建设提供参考。

1 主流在线监测技术在铁路10kV线路中的应用

1.1暂态录波在线监测技术

针对铁路10kV线路故障瞬时性、潜伏性强的特点，暂态录波在线监测是核心适配技术，是通过高精度采样设备，24小时不间断采集线路故障瞬间的暂态电流、电压、电场波形数据，再借助小波变换、神经网络等智能算法，提取关键故障特征，从而精准识别故障类型、锁定故障区段。该技术采样频率可达每秒4000次以上，能够捕捉到传统设备无法识别的微弱瞬时故障信号，完美适配架空、电缆混合敷设的线路场景。

在实际应用中，一般将监测设备安装在铁路10kV贯通线、自闭线的开关站、分段开关等关键节点，设备可独立完成数据采集、存储和传输工作。当线路出现接地、短路等故障时，设备能瞬间锁定故障时间和波形特征，依靠双端行波测距原理精准核算故障点位，有效规避混合线路参数波动带来的定位误差。除此之外，该系统还能区分瞬时故障和永久故障：对于雷击闪络、瞬时碰线这类瞬时故障，无需运维人员立即现场排查；对于绝缘击穿、线路破损这类永久性故障，会及时发出预警，大幅减少无效运维工作量，目前已广泛应用于高铁、普速铁路主干供电线路^[2]。

1.2分布式光纤在线监测技术

分布式光纤在线监测技术（DTS），主要用于监测铁路10kV电缆线路、线路接头、设备接点的发热故障。该技术依托光纤传感原理，将测温光纤全程铺设在电缆线路上，以光纤作为传感载体，实时监测整条线路的温度分布情况。它具备抗电磁干扰、运行稳定的优势，适配隧道、密闭站场等复杂场景，可精准监测线路绝缘老化、接头氧化、设备过载运行引发的温升故障。

这项技术的核心优势是实现线路全线无死角测温，既能精准定位发热异常点位，还能实时跟踪温度变化趋势。一旦线路局部过热、温度超出设定阈值，系统会自动触发声光预警，方便运维人员提前排查隐患，避免温度持续升高引发绝缘击穿、线路短路等严重事故。同时，系统可长期存储光纤监测数据，通过大数据分析能够预判线路老化趋势，为线路定期检修、设备更换提供数据支撑，真正实现从“故障后抢修”到“提前状态检修”的转变，有效降低线路突发故障概率。

1.3智能故障指示器在线监测技术

智能远传故障指示器是适配铁路10kV架空线路的轻量化监测设备，通常安装在线路分段处、分支线路、隧道出入口等关键位置。设备可实时采集线路负荷电流、接地电流、故障电流等信号，并通过无线通信模块，将监测数据实时上传至运维后台主站。

当线路发生故障时，设备能自动识别故障电流的突变特征，精准区分接地故障和短路故障，同时通过现场亮灯、后台推送报文的方式，快速提示故障区段。和传统机械式故障指示器相比，这款智能设备支持数据远传、故障记忆、在线复位，无需运维人员现场巡查，能帮助工作人员快速锁定故障区间，大幅缩短巡线排查和供电恢复时间^[1]。除此之外，它安装简单、成本低廉，非常适配铁路长距离、多分支的10kV架空线路，可实现全线低成本、全覆盖的故障监测。

2 哈密供电段在线监测技术优化应用策略

哈密供电段管辖的10kV贯通、自闭线路大多布设于戈壁大风、大温差、盐碱污秽区域，整体运行工况极为恶劣。当地大风沙尘天气会导致绝缘子表面积污受潮、线路泄漏电流激增，进而引发线路闪络与绝缘击穿故障；极端昼夜、冬夏温差会造成导线弧垂偏移、线路接头松动氧化；隧道、涵洞内部的电缆散热条件较差，极易产生热故障隐患。由于单一监测技术无法全面适配现场多元故障场景，因此本文针对该区域工况特点，构建了一套空-地一体、多参量融合的差异化综合监测体系。

一是本文依托暂态录波装置实现线路精准故障定位。工作人员在线路电源点、分段开关、关键负荷出线处布设高精度录波单元，设备以4000次/秒以上的采样率精准捕捉线路接地、短路暂态行波信号。针对戈壁线路跨度大、杆塔稀疏的布局特点，本文采用双端行波定位算法结合线路参数在线校正技术，有效消除长线路、混合线路带来的定位误差。同时系统通过监测零序电气量谐波特征，可有效区分瞬时污秽闪络与永久性绝缘故障，大幅减少运维人员的无效巡线工作。

二是本文增设泄漏电流监测模块，实现绝缘子污秽状态可控感知。工作人员在重盐碱、多粉尘区段的杆塔上加装泄漏电流传感器，设备全天候采集电流幅值与脉冲特征，系统通过边缘计算技术搭建绝缘子污秽评估模型。当监测到电流持续攀升、脉冲密集的受潮工况时，系统会自动推送绝缘子清洗、防污喷涂预警；当检测到电流骤变且伴随电压扰动的闪络故障时，系统可联动暂态录波装置完成故障复核判定^[3]。该方式可精准识别线路缓慢发展的污秽缺陷，补齐了传统录波技术对潜伏性绝缘隐患感知不足的短板。

三是本文利用分布式光纤测温技术强化电缆热故障防控。针对隧道、电缆沟、直埋电缆人工巡检难度大、盲区多的问题，工作人员沿电缆全程敷设感温光纤并搭配DTS主机，实现电缆温度场全覆盖监测。系统针对线路接头、弯曲段等薄弱位置设置差异化温升预警阈值，可提前捕捉异常温升隐患。运维人员可结合负荷监测数据研判电缆载流量与老化趋势，在用电高峰、春融期提前开展接头紧固、老化线段更换工作，从源头杜绝电缆过热引发的绝缘击穿故障。

四是本文搭建多源数据融合预警平台。平台整合暂态录波、泄漏电流、光纤测温及现场气象监测数据，统一接入供电段调度主站并构建线路健康评估模型，依托地理信息系统直观展示各段线路的实时运行状态与风险等级。当辖区出现大风、沙尘、骤降温等恶劣天气时，平台可自动上调对应区段的监测灵敏度，智能生成差异化巡检方案与应急处置建议，推动运维模式由被动抢修转为主动预防。同时，平台积累的长期监测数据可帮助工作人员优化线路大修周期与设备选型标准，全面提升线路全寿命周期管理水平。

结束语

综上，本文针对哈密供电段的复杂特殊运行环境，优化加入泄漏电流在线监测技术，形成了暂态、温度、绝缘多参量协同识别的监测模式，有效弥补了单一技术无法预警污秽、温变等长期性潜伏故障的短板。

参考文献

[1]庄懿.铁路10kV电力线路故障在线监测技术的应用[J].中国设备工程,2025,(22):162-164.

[2]周士琼.在线数字监测技术在铁路10 kV电力线路故障解决中的应用[J].数字技术与应用,2025,43(10):220-222.

[3]王欢.铁路10kV电力线路故障在线监测技术研究[J].中国设备工程,2025,(11):199-201.