配电网直接面向用户，是保证供电质量、创新用户服务的关键环节，用户感受到的停电事故中绝大部分由配电网故障引发。
目前配电网故障处理工作的关注重点
自2015 年国家能源局印发《配电网建设改造行动计划(2015—2020 年)》以来，我国在事中和事后阶段的故障处理技术方面取得了显著成效，如柔性接地、主动消弧、故障隔离等，大幅提升了供电可靠性。然而，传统事中和事后阶段的故障处理技术无法避免故障发生，未来随着高渗透率新能源接入，配电网结构从传统的单链环、辐射状配电网，发展为多链环、环网结构电网，配电网故障下继电保护难以整定，新能源孤岛运行也增加了火灾、触电等风险。在电能替代趋势下，电采暖、电窑炉、数据中心等负荷快速增长，对故障停电容忍度极低。因此，预防故障停电将成为新形势下提升供电可靠性的核心诉求，2024 年《国家发展改革委 国家能源局关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》中也提出了“将保障电力安全可靠供应作为首要任务”的要求。
配电网早期故障阶段的示意图
初次早期故障时的不同阶段电压与电流波形对比
配电线路作为配电网的主要组成部分，具有点多面广、单位造价低的特点，传统的红外热成像、局部放电检测、无人机巡视等周期性巡视手段可有效发现故障隐患，但运维成本较高、难以全时全域覆盖。大部分配电线路故障在发生前有间歇性电弧现象，未触发保护动作就能够自行恢复，该现象在数小时至数周时间内由弱变强，最终发展为永久性故障。在此期间，电弧能量足以引起电压、电流的波动，并在配电线路中沿线传播，能够被故障指示器、馈线终端单元等装置检测到，可作为故障预警的切入点。《配电线路早期故障基础理论与检测技术》将配电线路早期故障定义为由短时介电性能下降导致不断燃弧和熄弧的过程，是一种特有的瞬时故障，具有间歇性、自恢复性、发展性等特点，在早期故障阶段及时发现故障隐患，是实现故障事前预警、主动处理的有效手段。
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配电线路早期故障基础理论与检测技术购买
刘亚东, 严英杰 著
北京 : 科学出版社, 2025. 12
ISBN 978-7-03-082991-7
本书结合作者近年来完成的国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、中国南方电网有限责任公司科技项目等相关研究成果，对配电线路早期故障基础理论与检测技术进行阐述，整体上采用广域监测的思想，提出配电线路早期故障分布式检测与辨识架构，可实现低成本、全时空覆盖配电线路故障事前预警。针对早期故障的动态发展和多次间歇性发生的特点，分布式检测线路上间歇性产生的早期故障电压、电流信号并定位故障，依据不同类型早期故障发展规律寻找其在电气特性上的差异，并结合长时间尺度下电气特性的演化规律建立早期故障辨识模型，在继电保护系统动作之前就定位故障点并辨识故障类型，将配电线路故障处理的防线由事后推进到事前，支撑配电线路故障事前预警、主动处理，从源头上遏制故障。
基于人工智能的早期故障辨识分析方法：类人概念学习框架。本书提出一种基于层次贝叶斯程序学习(HBPL)框架的早期故障检测方法。该框架通过探索波形背后的组合性和因果关系，即使很少的样本也可以提供足够的信息来支持检测。该框架包含以下两个步骤：波形分解和概率学习。波形分解是从波形产生基元，然后基于这些基元定义波形的生成过程，该过程用于概率学习。模型的检测结果是计算给定配电系统中先前出现的异常信号属于早期故障的概率
基于数据驱动的配电线路早期故障辨识方法：RSSPN 模型的整体框架。本书提出一种用于配电系统故障原因分类的小样本分类器，即鲁棒的半监督原型网络(RSSPN)，利用基本的原型网络架构和半监督学习的思想，为解决人工智能在配电网应用中经常面临的数据不足的问题提供了新思路
配电线路早期故障检测涉及电力、传感、人工智能等多技术领域，本书主要结合作者的科研工作对关键技术问题进行论述。共分为五章。第1 章为配电线路早期故障的背景、内涵、研究现状及关键技术架构，让读者了解配电线路早期故障的研究意义和国内外研究现状；第2～4 章为本书核心内容，围绕故障电弧演化机理“看不清”、机理缺失下故障“辨不准”、复杂工况下装置“测不稳”三大难题，撰写配电线路早期故障电弧动态演化机理、高泛化性辨识技术、高可靠检测技术三方面内容；第5章为配电线路早期故障的研究总结与展望，让读者了解配电线路早期故障相关技术发展趋势，以及未来可延伸的居民、工业等用电安全场景。
本书的研究成果是作者所在的上海交通大学电气工程学院、国家能源与智能电网(上海)研发中心的教师及所指导的研究生共同取得的。直接参与本书撰写的有刘亚东研究员、严英杰副研究员，其中刘亚东研究员撰写了第1～3 章，严英杰副研究员撰写了第4、5 章。江秀臣教授、刘东教授为本书的研究和撰写工作进行指导并提出非常宝贵的建议和意见。在本书撰写过程中，得到上海交通大学电气工程学院的领导和同事的大力支持与帮助，作者谨表示由衷的感谢。本书中涉及的一些数据和现场应用技术资料得到了云南电网有限责任公司、广东电网有限责任公司、国网北京市电力公司、国网山东省电力公司等单位的帮助，在此一并深表感谢。
本文摘编自《配电线路早期故障基础理论与检测技术》（刘亚东, 严英杰著. 北京 : 科学出版社, 2025. 12）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-082991-7
责任编辑：郭 媛
本书可供电气工程专业本硕博学生、高校教师、电力从业人员等参考使用。
《风力发电机组传动链设计制造与试验技术》
《新型电力系统频率稳定控制》
《电力变压器线圈内暂态电压计算》
（本文编辑：刘四旦）
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