电缆故障测距方法.
电力电缆故障测距方法研究
３ ４日圜目圆
实验研 究 ・
冲 。 冲闪法 位。 由于这类方 法简单 ， 易于实现 ， 多年来—直 是人们关注的 测量 法 （ 闪法 ） 直 闪法用于测量闪络击穿性故障，
热点。 随着通信 技术 的发展 ， 双端故 障测距 已成为人们研 究 适 用于测试大部 分闪络故障 ， 当然 ， 由于直 闪法波 形相对 简
电力电缆故 障测 距按照测距方式可 以分为两类， 在线测
距和 离线测距 ，由于在 线测距存 在许 多不 确定 因素 ， 目前尚
无法应 用到实际 中， 离线测距成 为了电力电缆故障测距 的主 要方法 。 中以阻抗法和 行波法为主 ， 其 阻抗法 中的 电桥法 又
分为直流电阻电桥法 和电容 电桥法 。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行波法分 为低压 脉冲发
故障 时线路单端或 多端 电压 、 电流值 ， 列解故障测 距方程 ，
进而计算 出故障回路的阻抗 ， 由于线路长 度与 阻抗 成正比，
作者简介： 王耀亚， 助理工程师， 莆田电业局， 主要从事电力 因此可 以求 出装置安装 处到故障点的距 离， 从而实现故 障定
电缆施 工与保护工作。
的重点 ， 出了 多有价值 的算法 。 提 许 双端量 故障测 距利用线 单 ， 容易获得较准确的结果， 应尽量使用直闪法测试 。 脉冲电
路两端的电流 、 电压信息 ， 能在理论上消除故障点过渡 电阻、 压法 的优 点是： 不需将故障 点烧 穿， 直接利 用故障击穿产 生 系统阻抗和故障类型对测距精度 的影响 ， 具有精确测距 的能 的瞬 时脉冲信号， 测试速度快， 测量过程也简单， 电缆故障 是 力。 值得 注意 的是， 但 迄今所提 出的双端 量测距算法 还不能 测试 技术 的重大进 步。 是这种方 法也有 自身 的缺 点： 但 很容 完全消除下列因素对测距 精度 的影响 ： 路模 型、 路参数 易发生高压信号串入， 线 线 造成仪器损坏； 高压电容对脉冲信号呈 不平衡、 线路参数不准确、 负荷电流 、 同步测量精度和基波分 短路状态 ， 需要 串一个电阻或电感 以产生电压信号， 增加了接 量 的提取 精度。 ２ ２ 电桥法 ． 确， 但需要 完好 芯线做 回路， 电源 电压不能加得太高 。 此方 法 线 的复杂 性 ， 且降低了电容放 电时加在故障 电缆 上的电压 ， 使 故障点不容易击穿； 在故 障放 电时， 特别是进 行冲 闪法测 ②脉冲 电流法。 该方 法使用线性电流耦合 器平行地放置 在低 压测地线旁 ， 与高压 回路无 直接 的电器连接 ， 记录仪 对
电缆故障检测方法
电缆故障检测方法在机电设备安装工程的施工及维护过程中，将会面对各种原因造成的电缆故障。
所以必须具有适用的理论及方法来解决各类故障，本文就传统的检测方法进行了阐述，对于电缆的故障点检测一般都要经过故障类型的诊断、故障点测距、精确定点三个主要步骤。
故障类型诊断主要是确定电缆故障点的故障相别，属于高阻接地或者低阻接地，以便于测试人员选择适当的检测方法。
故障点测距也叫预定位，故障电缆芯线上施加测试信号或者在线测量、分析故障信息，初步确定故障的距离，尽量缩小故障范围，以方便精确定点的进行。
预定位方法一般可归纳为两大类，即经典法，如电桥法等;现代法，如低压脉冲法、高压闪络法等。
精确定点是预定位距离的基础上，精确地确定故障点所在实际位置。
精确定点方法主要有声测定点法、感应定点法、时差定点法以及同步定点法等。
电缆故障的传统检测方法电缆敷设为机电安装施工中经济价值最大的分项施工，同时也是保证设备正常运行重要设施，在实际施工及维护运行过程中，往往因敷设方式设计不合理、施工人员操作不当、虫鼠等小动物的破坏等各种因数的影响，造成电缆的损坏而引起故障。
在大量的工程实践中我们发现电缆故障为高阻电流泄露故障（电阻值大于等于1），其原因往往为因绝缘层破坏而造成的。
低电阻故障一般为相间或对地短路经常出现在电缆分歧头位置，是由于施工时绝缘手段未充分引起的，但出现的几率很小，主要是预防为主，在施工阶段就严把质量关减少事故的出现。
电缆故障可能出现在配电线路施工、调试、维护等任何阶段，施工、除了少量的电缆故障出现在施工、调试阶段外，更多的电缆故障出现在维护运行期间，这类故障一般随着整个配线系统的老化而逐渐显现，造成设备频频跳闸给用户带来困扰。
因此使用单位必须熟练的掌握电缆检测方法。
在电缆故障检测过程中因采用高压或低压手段分为高压检测或低压检测两类，其中高压检测使用于低阻、断路、高阻等各种情况的电缆故障，低压检测方式只适用于低阻、断路情况，因此实际检测中多采用高压检测方法。
电缆故障测试方法及技巧
电缆故障测试方法及技巧随着城市的进展扩大，城市电网的改造，电力电缆获得了越来越广泛的应用。
但另一方面，由于电缆处在地下，消失故障很难发觉其故障点位置所在，这对电网的平平稳定运行以及供电牢靠性都带来很大的困难。
对此，我们首先分析了电力电缆故障常见原因，在此基础上，进一步总结出电力电缆常用故障检测方法。
1.电力电缆故障产生的原因（1）绝缘层老化变质：绝缘电缆长期在风吹日晒，在电的的作用下发生了老化，还要受到伴随电作用而来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘性能下降。
（2）过热：电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，使绝缘炭化。
另外，电缆过负荷产生过热，安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆，穿于干燥管中的电缆及电缆与热力管道接近的部分等，都会因本身过热而使绝缘加速损坏。
（3）机械损伤：如挖掘等外力造成的损伤。
（4）护层的腐蚀：因受土壤内酸碱和杂散电流的影响，埋地电缆的铅或铝包将遭到腐蚀而损坏。
（5）绝缘受潮：中心接头或终端头在结构上不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。
（6）过电压：过电压重要指大气过电压和内过电压，很多户外终端接头的故障是由大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情形下发生故障。
（7）材料缺陷：电缆制造的问题，电缆附件制造上的缺陷和对绝缘材料的维护管理不善等都可能使电缆发生故障。
2.电力电缆故障性质类别的快速判别2.1电力电缆的故障分类电缆故障若按故障发生的直接原因可以分为两大类：一类为试验击穿故障；另一类为在运行中发生的故障。
若按故障性质来分，又可分为开路、低阻、高阻故障等。
开路故障：指电缆的甲端与乙端一相或者三相*断开。
低阻故障：若电缆相间或相对地绝缘电阻在100k以下的故障称为低阻故障。
高阻故障：若电缆相间或相对地故障电阻较大，以致不能接受电桥或低压脉冲法进行粗测的故障，通称为高阻故障。
它包括泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。
在试验过程中发生击穿的故障，其性质比较单纯，一般为一相接地，很少有三相同时在试验中接地或短路的情形，更不行能发生断线故障。
电气试验工基础理论知识模拟试题及答案解析(3)
电气试验工基础理论知识模拟试题及答案解析（3）(1/3)名词解释第1题不平衡系数下一题(2/3)名词解释第2题故障测距上一题下一题(3/3)名词解释第3题故障定点上一题下一题(1/5)判断题第4题电力电缆的绝缘电阻与电缆的长度无关，而与测量时的温度有关。
( )A.正确B.错误上一题下一题(2/5)判断题第5题电缆在直流电压作用下，绝缘中的电压分布是按电阻分布的。
( )A.正确B.错误上一题下一题(3/5)判断题第6题电缆的泄漏电流测量，同直流耐压试验相比，尽管它们在发掘缺陷的作用上有些不同。
但实际上它仍然是直流耐压试验的一部分。
( )A.正确B.错误上一题下一题(4/5)判断题第7题对电缆故障点的探测方法取决于故障的性质。
( )A.正确B.错误上一题下一题(5/5)判断题第8题对于稳定性的高阻性电缆接地故障，可采用惠斯登电桥测量。
( )A.正确B.错误上一题下一题(1/7)单项选择题第9题对油纸绝缘的电力电缆进行耐压试验，所选择的方法中最适宜的是( )。
A.交流耐压法B.冲击耐压法C.直流耐压法上一题下一题(2/7)单项选择题第10题若电力电缆发生高阻性不稳定性短路或闪络性故障，则用( )测定故障点的方法最好。
A.直流电桥B.交流电桥C.高压脉冲反射法上一题下一题(3/7)单项选择题第11题对电力电缆故障定点时，( )是可供选择的测试方法。
A.声测法B.电桥法C.脉冲反射法上一题下一题(4/7)单项选择题第12题将电缆缆芯接直流电源正极比接负极时的直流击穿电压高( )。
A.5%B.10%C.20%上一题下一题(5/7)单项选择题第13题绝缘良好的电力电缆，其不平衡系数一般不大于( )。
A.2.5B.1.5C.0.5上一题下一题(6/7)单项选择题第14题对于长度为250m、额定电压为10kV的电缆，在20℃时，其绝缘电阻应不小于( )MΩ。
A.200B.400C.600上一题下一题(7/7)单项选择题第15题对额定电压为10kV的油纸绝缘电力电缆进行直流耐压试验，所加直流试验电压为( )kV。
电缆线路故障仿真与测距算法实现分析
电缆线路故障仿真与测距算法实现分析摘要：如果想要测试结果的精确度很高,就必须要能准确的知道故障行波的再传播过程中的时间及速度。
因为故障波的频率范围很宽,这样就导致不同频率的波形传播的熟读也不一样,这样就为我们准确定位增加了难度,所以现在的重点在于选取合适的频率区间来进行查找研究,但是如果频率选的太小传播的速度就很慢,若果选取的频率区间太高传播速度快了但是它的衰减量却增加了。
选取相对合适的频率区间,使得各频率分量在传播过程中区别又不大,这样就为故障查找的准确性做了不少贡献。
关键字：电缆；线路故障；仿真；测距算法1.单相接地故障仿真在电为系统中针对10kV-35kV之间的电力系统中,存在着多种多样的中性点接地方式巧,一般情况下分为不接地、通过小电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地、等几种类型。
中性点的接地方式最主要的是影响到了故障暂态信息的传播,所以必须要对其进行仔细的研究。
如果中性点直接接地和经小电阻接地系统,故障暂态信息收到的影响不大,很直观。
因为产生的故障电流较大,在传播过程中很难消弱。
但中性点不接地系统及经消弧线圈接地系统的单相接地电流是比较小的,这样就要考虑其携带的故障暂态信息能不能有效的传播过来,或者说到达采集信号处时还能不能被识别这是日后研巧的主流。
2.故障点过渡电阻对行波的影响电绳线路发生故障时,故障点如果存在过渡电阻,它的大小也会影响行波的特征因此要进行仿真分析。
应用电力系统故障分析的叠加原理可知,故障分量和正常分量会叠加到故障情况中。
如图2-1所示,(a)、（b)、(c)分别为故障等值网络、正常情况和故障分量王个不同故障情况的电路图。
我们想要通过这个来研究巧渡电阻民的值的变化对故障电流的大小W及行波的影响。
为使研究能够直观有效,我们要对不同阻值的R,的故障波形进行仿真,这里选取电阻值分别为10Ω、50Ω和500Ω,波形图为2-2与图2-3所示,由图可以看出当R较小时,反射现象直观,故障信息很容易找到。
电缆故障距离的简便测断
（ 断线故障： ３ ） 电缆一芯或数芯被故障 电流烧断或受机械外力拉断 ，
形成完全断线或不完全断线 的故障 ， 也可分为高阻断线故 障和低 阻断线 故障。一般 以 １ Ｍｎ为分界线 。 （） ４ 闪络性故障 ： 多出现 于电缆中间接头和 终端头 内， 运行 中发 生， 预 防性试验 中也可能发生。试验时绝缘被击 穿， 形成 间歇性放 电， 当所加 电压达到某一定值 时， 发生击 穿； 时在特殊条件 下， 有 绝缘击 穿后 又恢复
４１ 单相接地和两相接地短路故障点 的测量 ．
单相接地故 障点测量的原理接 线图如 图 １ 所示 。测量前在电缆 的另
一
２ 常见 的故 障性质
电缆的故障种类 多， 有单一的接地故障、 短路故障或断线故障 ， 也有 混合性的接地且短路故 障和断线又接地的故障。各种故障按其故 障处过 渡 电阻的大小 ， 均可分为高阻故障和低阻故障 。一般情况下 电缆故 障可
ＵＶ
ＶＷ
Ｒ
即：
Ｒ ２ ～ ｌ ｐ Ｓ ．
导通试验 （Ｄ ｆ 将末端 Ｕ Ｖ Ｗ 短路， 、、 但不接地， 始端测量
ＵＶ
ＶＷ
各相 与地 问
Ｕ Ｎ
ＶＮ
Ｏ
・
０
０
ＷＵ
０
ＷＮ
Ｏ
ＷＵ
０
・
１ ６７・
Hale Waihona Puke 述 与交 流 当电缆全长及跨接线采用 同一种导体材料和同一截面 时，则 ｐ＝ １Ｐ，
毒
正常 ， 即使提高试验 电压， 也不再击 穿。 （） ５ 混合性故障 ： 同时具有上述两种或两 种 以上故 障的称为混 合性
故障 。
３ 故 障性质 的判 断
故障测距—高速铁路电力电缆故障定位(铁路牵引供电系统继电保护)
图9.16 冲闪高压闪络法原理图
3.冲击高压闪络法
特点
脉冲电流法
图9.17 冲闪高压闪络法波形图
优点：适用于大部分闪络故障。 缺点：波形比较复杂，辨别难度较大；准确度较低。
跨步电压法
跨步电压法
1.跨步电压法基本原理
跨步电压法是当电缆产生保护层绝缘破损的故障时，施加高压脉冲 给故障电缆，此时故障点会构成喇叭型的电位分布，用高灵敏度的电压 表在大地表面测两点间的电压变化，在故障点附近产生电压变化。
低压脉冲法
低压脉冲法
1.低压脉冲法基本原理
低压脉冲法是向故障电缆注入一个低压脉冲使其在电缆中传播，脉冲 遇到阻抗不匹配处时发生反射，通过反射脉冲与发射脉冲的时间差来计算 故障距离距离。
图9.10 低压脉冲法测距系统原理图
低压脉冲法
2.低压脉冲法特点
优点：装置简单，操作方便；能够 快速准确地定位低阻故障和断路故障点。
电源
0 -V +
0 -V +
0 - V+
0
0
- V +- V +
故障电缆
跨步电压法原理图 图9.24 跨步电压法原理图
跨步电压法
2.跨步电压法接线
例如：
A
F
A
F
图9.25 跨步电压法接线图
B B
0
-
V+
0
-
V+
0 -V +
图9.2跨6步跨电步压法电地压面电法位地分布面图电位分布图
声测法
声测法
1.声测法基本原理
优点：波形简单；准确度较高。 缺点：如果故障点电阻不高；泄漏电流大，使电压几乎都降在高 压试验设备的内阻上，故障点形不成闪络。
电缆故障定位仪操作方法
电缆故障定位仪操作方法一、准备工作1.确定故障段：根据故障报修单、初步现场勘测及故障形态判断，确定故障段的大致位置。
二、器材准备1.电缆故障定位仪：检查仪器是否正常运行，仪器的电量是否充足。
2.测试电缆：检查测试电缆是否损坏，有无短路、断路等故障。
三、现场操作1.连接测试电缆：将测试电缆的各个接线头与故障定位仪的相应接口连接，并确保连接牢固。
2.配置参数：根据故障段的特点和实际情况，在仪器上合理配置参数，包括电压、测试距离、标定点等信息。
3.寻找地线：使用故障定位仪自带的寻地功能，找出测点的地线位置，并连接好地线。
4.设定测试距离：根据实际情况设定测试距离，同时要确保测试距离不要过远，以免影响测试结果的准确性。
5.开始测试：启动故障定位仪，开始测试。
通过监测仪器显示的波形数据，判断电缆的故障类型，并确定故障位置。
6.分析数据：根据波形数据的变化情况，结合故障段的实际情况，进行数据分析，确定故障位置和故障类型。
7.定位故障：找到波形数据异常的点位，即为故障点位。
根据实际情况，使用故障定位仪提供的测距功能，对故障点位进行定位。
8.故障处理：根据定位的具体位置，采取相应的故障处理措施。
如果是线缆破损等故障，可以采用修复或更换线缆的方式解决。
四、注意事项1.操作人员必须具备一定的电力知识和操作经验。
2.在使用故障定位仪之前，必须确保仪器和测试设备处于良好的状态，避免因为仪器故障导致测试结果不准确。
3.在操作过程中，要仔细观察仪器的显示和波形变化，及时调整参数，以获得准确的测试结果。
4.在进行地线连接时，务必确保连接牢固可靠，以避免误操作或意外事故发生。
5.在测试过程中，要注意安全，避免电击等危险。
在需要进行高压测试时，必须采取必要的防护措施。
以上是电缆故障定位仪的操作方法，通过合理的使用和准确的操作，可以快速、准确地定位电力电缆故障，提高故障排除效率，保障电力系统的正常运行。
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电缆故障测距方法
在线测距方法
故障定位技术的发展主要经历了三个阶段：模拟式定位技术、单端数字式定位技术、双端定位技术。
早期的故障定位装置是机电式或静态电子仪器构成的模拟式装置。
后期的故障录波器是以光电转化为原理、以胶片为记录载体、根据故障录波仪记录的电信号来粗略估计故障点位置。
测试技术的出现以及计算机技术和通信技术都加速了故障定位技术的发展。
这个阶段出现了许多利用计算机进行故障定位的方法，其特点是采用单端信息，应用计算机的超强运算能力对各自算法进行修正，求得故障距离。
有些算法已应用到实际故障定位装置中，不足之处是无法克服故障电阻对故障定位精度的影响。
其中，单端阻抗法只用到线路一侧的电压、电流测量值，由于其理论上无法克服过渡电阻的影响，需要在测距算法中做一定的假设，所以其测量精度在很多情况下难以保证，但是有着造价低，不受通信因数的限制的优点，在实际应用中有着一定的应用需求。
单纯依靠单端信息不能有效地消除因素包括：负荷电流；系统运行阻抗；故障点过渡电阻，这自然影响到测距的精度。
单端行波法
是基于单端信息量的一种测距方法，其中单端行波测距的关键是准确求出行波第一次到达监测端与其从故障点反射回到监测端的时间差，并包括故障行波分量的提取。
常用的行波单端故障定位算法有求导数法、相关法、匹配滤波器法和主频率法。
由于行波在特征阻抗变化处的折反射情况比较复杂(如行波到达故障点后会发生反射也会通过故障点折射到对侧母线上去)，非故障线路不是“无限长”，由测量点折射过去的行波分量经一定时间后，又会从测量点折射回故障线路等，使行波分析和利用单端行波精确故障定位有较大困难。
双端行波测距
是通过计算故障行波到达线路两端的时间差来计算故障位置，其测距精度基本不受线路的故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响。
双端行波法的关键是准确记录下电流或电压行波到达线路两端的时间，误差应在几微秒以内，以保证故障定位误差在几百米内，行波在线路上的传播速度近似为300m/μs，1μs 时间误差对应约150m 的测距误差。
双端信号要求严格的同步，随着GPS对民用开放，使得双端故障定位法迅速发展。
这种定位方法的定位精度高，已成为近几年来故障定位方法研究的热点。
电缆故障定位技术经过国内外专家学者几十年的共同努力，已取得了
很多有价值的成果。
但由于实际情况的复杂性，影响定位精度的因素很多。
故障定位领域还有很多问题尚未完全解决。
因此，还急需研究新的方法，提高故障定位的精度，解决实际问题。
在故障定位理论研究方面，各国学者提出了各种不同的新方法。
文中提到将专家系统应用到故障定位中，即用计算机来模拟专家思维，构建知识库，知识库可以从以往的故障事件中提取，并可以在实际应用中进行修改。
专家系统根据故障定位的三个主要内容把任务分成三个阶段:故障诊断、故障预定位(故障粗测)、故障精确定点。