基于行波的电力电缆故障测距方法研究.pdf

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1、2012年9月■阿目黄晦质检·研究基于行波的电力电缆故障测距方法研究陈旭生刘跃峰(河南省豫联集团中孚电力有限公司)摘要：作为整个电力系统中的重要组成部分，电力电缆一旦发生故障，那么影响的是整个电力系统的安全运行。因此，怎样准确地查找电缆故障，减少故障修复费用和停电损失，成为电力工程领域日益关注的问题。随着电力电缆线路在低压配电网中的广泛应用，使得输电线路走廊空间狭窄这些问题，得到了很好的解决。但是因为电力电缆运行时间的不断增加，就导致了它的故障也越来越频繁。本文就分析了电力电缆故障的原因、电力电缆故障测距方法和最新的故障测距技术。关键词：电力电缆：

2、故障测距；行波：脉冲引言随着我国社会经济的快速发展，我国城市的电网工作正在大力地开展。更是因为电力电缆的成本减少，和其供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害等特点，就得到了越来越广泛的应用。但是，和架空输电线路相比，即使电力电缆有这么多的好处，但是这却会对电力电缆中故障的测距与定位带来很大的难度，更是决定了对电缆线路要有更精确的故障测距方法，因为电缆的长度较短和线路故障无法观测等特点。另一方面，因为电力电缆是电力系统的重要组成部分，所以只要它发生故障，那么整个电力系统都无法安全运行，并且如果故障没有及时发现，那就容易引起火灾和大

3、规模停电。对于地下电力电缆线路来说，如果发生故障后无法发现故障点，那么导致的损失更是无法估量，因此，快速而准确地确定故障点的位置是非常重要的。准确的行波故障测距方法，可以有效地解决故障点的定位，同时还有助于排除故障和恢复系统的运行，从而减少经济损失。1电力电缆故障产生的原因随着电缆数量的增多和运行时间的延长，因为电缆绝缘会老化，就导致发生故障的概率增加。因此，精确地查找电缆故障点和对其测量是保证电力供应畅通的关键，但是因为电缆线路具有隐蔽性，就会导致一些运行单位的运行资料不完善，使得电缆故障的查找非常困难。如果碰到狂风、暴雨等恶劣天气，那么对于故障

4、的查找和维修就会带来很大的不便。因此，及时地了解电缆故障产生的原因，和对电缆的破坏快速地找出故障点是非常重要的。电缆发生故障的原因有很多，常见的几种原因主要是以下几点：(1)机械受到损伤。这主要是因为安装电缆时因为不小心而造成的，在安装后因为靠近电缆路径就会造成机械损伤，机械受到损伤后，因而电路就无法正常运行。(2)绝缘老化变质。这主要是因为电缆绝缘内部的气流过热，从而导致绝缘炭化，炭化后的电缆相当于被烧毁，也就无法正常运行。(3)化学腐蚀。如果电缆路径通过的地方有酸碱，那就会导致电缆大面积的被腐蚀，那么电缆产生故障几乎是必然的。(4)设计和制作的

5、工艺不好。如果设计的电缆技术不好，电场设计的不周密和材料选用不当，那么也会导致电缆产生故障，电缆产生故障不仅会影响人们的正常生活，而且对我国的电路也会造成很大的危害。2电缆故障测距方法分析根据故障的性质不同，电缆故障的测距方法也不同。现在的测距方法主要有低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法和二次脉冲法。(1)低压脉冲反射法。这种方法主要是通过计量发射脉冲和故障点反射脉冲之间的时间差△t来测取故障距离。例如：如果脉冲电波在电缆中的传播速度为v，那么电缆故障的距离S=O．5v△t。低压脉冲反射法主要适用于测定电缆的低阻，对于校对电缆的全长和显示电缆中

6、间接头的位置叶有重要作用。它的测量准确率很高，应用范围也比较广。(2)脉冲电压法。这种方法又叫闪测法，如果用这种方法计算故障点的距离，首先就要把电缆故障点在冲击高压信号下击穿，再记下放电脉冲在测量点和故障点往返一次所需的时间。这种方法的测试速度快，而且波形清晰可见。但是因为它的接线复杂，就对人和仪器有一定的危险。(3)脉冲电流法。这是20世纪80年代初发展起来的一种测试方法，它的优点包括安全、可靠和接线简单。它和脉冲电压法有很多相似处，不同的是脉冲电流法是通过一线性电流藕合器来测量电缆故障击穿时产生的电流脉冲信号的。脉冲电流法包括直闪法和冲闪法。直

7、闪法可以用来测量闪络性高阻故障；而冲闪法则用于测量泄漏性高阻故障，但是也可以测量闪络性高阻故障。直闪法测量线路大致包括：电流耦合器、调压器、高压试验变压器、整流硅堆、储能电容。在测量时，调整仪器应该从O开始给电缆加直流电压，当电压升到一定值时，故障点就会闪络放电，线性电流耦合器也会输出第一个电流脉冲，放电脉冲到达故障点后又被反射，折回到仪器端。这一过程循环进行，直到放电过程结束，那么故障点到测量端的距离就可以计算出来了。(4)二次脉冲法。二次脉冲法是在20世纪90年代由国外发明的。它是应该首先用高压脉冲击穿故障点，然后在故障点起弧后熄弧前，由测试仪

8、器向电缆耦合注入一低压脉冲。此脉冲会在故障点闪络处发生短路而且反射，并停留在仪器中。当电弧熄灭后，测量仪器复发一测量脉冲通