电缆故障快速定位系统探究及综合应用

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1、电缆故障快速定位系统探究及综合应用摘？要本文简述了现行各种电缆故障定位技术的发展情况和正在研制的电缆故障快速定位系统所采用的最先进八次脉冲测试技术。其次，对于正在研制的电缆故障快速定位系统主要组成部分的功能作了全面描述，并就一次现场电缆故障的成功应用进行详细介绍。关键词电缆故障快速定位系统；低压脉冲测距法；二次脉冲测距法；多次脉冲法；声磁同步定点仪；电缆故障快速定位系统的专家帮助系统中图分类号TM711文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)062-0140-03电力的传输线路包括架空线路和电缆线路两种。电缆

2、传输方式具有地下敷设、不占地面空间，线间绝缘距离小、占地少，不受周环境污染的影响，送电可靠性高，利于城市美观且安全可靠等诸多优点,为解决运维中出现的困难，满足电力供应质量的需求,促进电力事业的发展，本文研制一种技术先进、测试效率高的电缆故障快速定位系统。1电缆故障快速定位系统与传统电缆故障测试方法的比较在电缆发生故障时，检测电缆故障的方法主要包括高压电桥法、低压脉冲测距法、冲击高压闪络法、二次脉冲测距法等，各有其优缺点，下面对各方法进行简要分析。1.1高压电桥法高压电桥法是通过测量和计算故障点到测量端的阻抗，然后根据线路

3、参数，根据电桥平衡原理求解故障点方程，求得故障距离。早期在实际的电缆低阻故障测距中。对于高阻泄露故障，一般都是应用高压电桥法来实现的。电桥法具有原理简单、测量精确度较高的优点，但它的缺点是适用范围小，主要体现在以下三个方面：1）受故障电阻影响大。一般的高阻性故障和闪络性故障由于故障电阻值大，电桥电流很小，受检流计灵敏度限制，不易探测而使电桥法失效。2）电缆的准确长度必须已知，当电缆线路内由导体材料或截面不同的电缆组成时，需要进行换算。3）电桥法无法用于检测三相短路故障和断路故障。1.2低压脉冲测距法低压脉冲测距法又名波反

4、射法，由传输线理论分析知，电缆中波阻抗发生变化的地方会有能量反射（反射波）。脉冲测距法的基本原理是根据发送脉冲和回波脉冲之间的时间差和电缆中波速计算出实际故障距离。计算公式为：（1）式中：v波速；t——发送与回波间的时间差值。通过故障测试波形可直观地判断电缆故障是短路还是开路故障性质。1.3冲击高压闪络电流取样法此法是可靠对付电缆的各种常见故障现象的一种适应性非常强的故障测寻手段。基本原理是在故障电缆的始端施加一个冲击高压，将故障点电弧击穿，故障点产生突变的阶跃电压，此突变电压在故障点和测试端来回反射，只要根据此信号往返

5、一次的时间差和本电缆的波速就能计算出故障点距测试端的距离来。测试波形的取得是利用电磁感应原理，电流互感器放在电缆与储能电容接地线旁，以便获得电缆中的电波电流反射信号。冲击高压闪络电流取样法的电原理线路如1所示。1.4二次脉冲测距法由于电流取样法的测试波形较为复杂，不同类型、不同长度、不同故障距离、不同的冲击高压所得的波形千变万化,与标准波形相差甚远，不易掌握波形变化规律，致使发生误判。二次脉冲测距法利用冲击高压在故障点产生的短路电弧时的低压脉冲测试法实现电缆故障回波呈短路故障波形进行预定位而有效克服了这一缺点。这是电缆故

6、障测试技术的一次质的飞跃。二次脉冲测距法的基本原理是结合高压发生器发射冲击闪络技术，冲击高压产生后故障点电弧短路瞬间发射一低压测试脉冲，在故障点发生短路反射，形成低压脉冲典型短路故障波形，并存储在仪器中。待电弧熄灭，再发送一个低压脉冲获得电缆的开路全长波形。将两次测得的波形同时显示在屏幕上。开路全长波形与发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉冲极性相反，且一定在全长距离以内。采用二次脉冲测距法的电缆故障测试系统接线图如2所不O二次脉冲测距法的典型测试波形如3所示。由图3可知，二次脉冲测距法的先进之处，在于将冲击高压闪

7、络法中的复杂波形变成极其简单最易掌握的低压脉冲测距法短路故障测试波形，回波拐点易于识别，便于用户快速准确测得故障距离。2八次脉冲测距法多次脉冲法（八次脉冲测距法）是在二次脉冲测距法采样技术的一次飞跃。其波形完全和二次脉冲测距法的波形一样，在屏幕上按时序排列记录下八组波形。可以从从这八组故障波形中任意选择一组故障反射波形进行分析。利用分析低压脉冲测距法的短路故障波形的方法就能方便地读出故障距离，而且不会误判错判。八次脉冲测距法（多次脉冲法）是目前国际公认的最好的电缆故障测试方法。采用八次脉冲测距法的电缆故障测试系统全套仪器

8、包括可以产生单次冲击高压的“一体化高压发生器”、"八次脉冲产生器”、“八次脉冲自动触发装置”和测试波形分析处理软件的“八次脉冲电缆故障测试仪”。图4是典型的八次脉冲测距法测试波形。现场测试过程中，可以将测试波形按图4方框选中的波形进行展宽，如5所示。为了精确判断故障距离而将上下两波形重叠，如图6所示，观察两波形的离散