电缆测距资料

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电缆行波测距原理

电缆行波测距原理

电缆行波测距原理引言:电缆行波测距是一种常用的测距方法,通过利用电缆中的行波信号,可以准确地测量出电缆的长度。

本文将详细介绍电缆行波测距的原理及其应用。

一、电缆行波测距的原理电缆行波测距是基于电磁波在电缆中的传播速度来进行测量的。

当在电缆中施加一个脉冲电压信号时,该信号会在电缆中以电磁波的形式传播。

根据电磁波在传输过程中的速度与传输介质的特性有关,因此可以通过测量行波信号的传播时间来计算电缆的长度。

二、电缆行波测距的步骤1. 信号发送:首先,在待测电缆的一端施加一个脉冲电压信号。

这个信号可以是一个矩形脉冲、正弦脉冲或其他形式的信号。

2. 信号传播:脉冲电压信号在电缆中以电磁波的形式传播,沿着电缆的导线向另一端传输。

3. 信号接收:在电缆的另一端设置接收器,用于接收传输过来的信号。

接收器可以是示波器、激光测距仪等设备。

4. 信号处理:接收到信号后,通过信号处理器对信号进行处理,例如滤波、放大等操作。

5. 测量距离:根据信号的传播时间和电磁波在电缆中的传播速度,可以计算出电缆的长度。

常用的计算公式为:电缆长度 = 传播速度× 传播时间。

三、电缆行波测距的应用1. 电力系统中的应用:电缆行波测距可用于电力系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间,可以确定故障点所在的电缆长度,从而提高故障定位的准确性和效率。

2. 通信系统中的应用:在通信系统中,电缆行波测距可用于测量光纤电缆的长度。

通过测量光信号的传播时间,可以准确地测量出光纤电缆的长度,从而为光纤通信系统的维护和管理提供便利。

3. 铁路信号系统中的应用:电缆行波测距可用于铁路信号系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间,可以确定故障点所在的电缆长度,从而提高故障定位的准确性和效率,保证铁路信号系统的正常运行。

4. 工业自动化系统中的应用:电缆行波测距可用于工业自动化系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间,可以确定故障点所在的电缆长度,及时修复故障,保证工业自动化系统的正常运行。

工程施工电缆长度怎么计量

工程施工电缆长度怎么计量

工程施工电缆长度怎么计量一、电缆长度的计算方法1.直接测量法直接测量法是最常用的一种计量方法,通过将测量工具(比如卷尺、测距仪)放置在电缆的端点,直接测量电缆的长度。

在实际操作中,可以将测量工具沿着电缆的路径拉伸,直至测出整段电缆的长度。

这种方法简单直观,适用于在施工现场测量小段电缆长度。

2.剖面测量法剖面测量法是通过对电缆的横截面进行测量,结合电缆的截面形状和绝缘厚度等参数,计算出电缆的长度。

这种方法适用于电缆较长或纠结的情况,可以减少直接拉伸测量的工作量。

3.电缆绕组法电缆绕组法是一种较为复杂的计量方法,通过将电缆绕绕在一个已知长度的轴上,再以一定的方法将电缆解开并测量其长度。

这种方法适用于测量长度较长的电缆,可以减少绕组引起的误差。

4.软件辅助计量法随着信息技术的发展,现在也有一些专门的软件可以用来辅助计量电缆长度。

这些软件可以根据输入的电缆参数和测量数据,自动计算出电缆的准确长度,大大提高了计量效率和准确性。

二、电缆长度计量的注意事项1.测量时应注意电缆的弯曲和拉伸程度,尽量保持电缆在测量过程中的原始状态,以减少误差。

2.在测量电缆长度时,应确保测量工具和电缆的端点对齐,避免因为测量位置不准确而导致误差。

3.在使用软件辅助计量电缆长度时,应注意输入数据的准确性和完整性,以确保计算结果的准确性。

4.在电缆长度计量完成后,应及时记录测量结果,并进行核对,以确保施工过程中的数据准确性。

通过以上介绍,相信大家对工程施工电缆长度的计量方法有了更深入的了解。

在施工过程中,准确计量电缆长度不仅有助于保证工程进度和质量,还能有效控制成本,提高工程的效益。

希望本文的介绍能对大家在工程施工中的实际操作有所帮助。

电力电缆故障测距方法研究

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

电力电缆故障探测测距与定点方法

电力电缆故障探测测距与定点方法

电力电缆故障探测测距与定点方法摘要:电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行。

因此,如何快速、准确地查找电缆故障,减少故障修复费用及停电损失,成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。

文章分析了电力电缆故障的原因及分类,探讨了电力电缆的故障测距与定点方法。

关键词:电力电缆;故障测距;故障定点;引言随着我国经济建设的高速发展,我国的城市电网改造工作大力地开展。

由于电力电缆应用成本的下降,以及电力电缆自身所具有的供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害、安全隐蔽耐用等特点,因而获得了越来越广泛的应用。

然而,与架空输电线路相比,虽然电力电缆的上述优点却为后期电缆的维护工作特别是故障测距与定位带来了较大的难度,尤其电缆长度相对较短、线路故障不可观测性等特点都决定了电缆线路要求有更精确的故障测距方法。

另一方面,电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行,并且如故障发现不及时,则可能导致火灾、大规模停电等较大的事故后果。

因此,如何快速、准确地查找电缆故障,减少故障修复费用及停电损失,成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。

1电力电缆故障原因及类型1.1电力电缆故障原因随着电缆数量的增多及运行时间的延长,由于电缆绝缘老化特性等因素,故障发生概率大大增加。

电缆故障点的查找与测量是通讯和电力供应畅通的有力保障,但是因为电缆线路的隐蔽性、个别运行单位的运行资料不完善以及测试设备的局限性,使电缆故障的查找非常困难。

尤其是在狂风、暴雨等恶劣天气中,给故障的查找、维修带来了很大不便。

了解电缆故障的原因,对于减少电缆的损坏,快速地判定出故障点是十分重要的。

电缆发生故障的原因是多方面的,常见的几种主要原因包括:1.1.1机械损伤。

主要由于电缆安装敷设时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。

高压电缆故障测距及定位方法分析

高压电缆故障测距及定位方法分析
(2)低压脉冲法。当电缆出现故障后,注入1个低压脉 冲,此行波信号如果遇到故障点和终端头,会产生反射。对收 到的反射脉冲和发射脉冲时间差充分利用,能够将故障点的距 离计算出来。这种方法设计的仪器叫作时域反射仪。通过低压 脉冲方法,给接线带来一定的方便,而且对段不用进行短接, 对断线、短路等故障能够准确测出。因为对于两个故障点来 说,其行波反射系数小,很难识别反射脉冲。
4 结束语 总而言之,在城市范围的不断扩大下,工业生产变得复杂
化,城市电力需求也越来越高,而在每个城市中,高压输电成 为最基础建设。这对于电力的设备来说,其质量较高、维护及 时、更好地解决突发问题。基于此,本文深入分析故障测距和 定位方法,为我国电力维护建立了系统工作方式,并对处理方 式不断优化,促使我国电力供应系统的保障能力获得提高,推 动我国经济水平不断发展。
(3)冲击闪络法。通过冲击闪络法,将高阻和闪络性故 障更好地测试出来。在高压脉冲电容器储能设备下,冲击放电 给电缆,电缆故障点在击穿后,可维持短暂时间。在击穿初 期,对于故障点来说,会产生1个行波信号,而且能回多次折反 射,沿着电缆线路在端点。充分利用分压器,在示波器上能将 行波信号在测量端和故障点间往返时间观察到,将故障点的距 离计算出来。但是对于脉冲电压法来说,其波形于脉冲电流法 是不同的。脉冲电压法将电压行波信号检测出来,更好地理解 波形是其优点;而脉冲电流法将电流行波的变化量信号检测出 来,操作起来安全、接线简单而方便是其优点。除此之外,从 闪络性故障的角度上来看,可在电缆上,直接施加直流高压, 这种情况,故障电阻高,当试验电压的值升到一定程度后,故 障点产生闪络击穿。这种检测的方法我们叫作直流闪络法。
(4)二次脉冲法。二点,在故障点起弧后熄弧的前 期,通过测试仪器注入一低压脉冲给电缆耦合。这时的情况与 低压故障有着相似之处,在故障点中,耦合进的脉冲信号发生 反射,对反射的波形进行记录。在电弧熄灭过程中,测试仪器 在注入一低压脉冲给电缆,这时对于故障点中的脉冲来说,不 能够发生折射的现象,再对此时的波形记录。当两次得到波形 叠加之后,在进行相应的比较,其波形将分叉地方明显体现出 来,这就是故障点。以上过程通过设计仪器,可自动完成,其 结果在液晶屏幕上就能显示出。

电缆故障测距方法

电缆故障测距方法

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。

电缆测试技术

电缆测试技术

电缆测试技术一、 电缆故障性质的分析电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引起的,一般故障的类型大体上分为①低阻(短路)故障和断路故障;②高阻泄漏故障和闪络性故障两大类。

(一) 低阻故障和开路故障凡是电缆故障点绝缘电阻下降该电缆的特性阻抗,甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(注:这个定义是从采用脉冲反射法的角度,考虑到波阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而下的。

对于电桥法,低阻故障的定义不受特性阻抗概念的限制。

)这里给出一个电缆特性阻抗的参考值:铝芯240m㎡截面积的电力电缆的特性阻抗约为10Ω;铝芯35m㎡截面积的电力电缆的特性阻抗约为40Ω。

其余截面积的铝芯电力电缆的特性阻抗可据此估算。

凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽正常电缆的绝缘电阻值相同,但电压却不能馈至用户端的故障均称为开路(断路)故障。

(二) 高阻故障(包括高阻泄漏故障和闪络性故障) 电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均为高阻故障。

(1)高阻泄漏。

在作电缆高压绝缘试验时,泄漏电流随试验电压的增加而增加。

在试验电压升高到额定值时(有时还远远达不到额定值),泄漏电流超过允许值,称为高阻泄漏故障。

(2)闪络性故障,试验电压升至某值时,监视泄漏电流的电表指值突然升高,表针且呈闪络性摆动;电压稍下降时,此现象消失,但电缆绝缘仍有极高的阻值,这表明电缆存在有故障。

而这种故障点没有形成电阻信道,只有放电间隙或闪络表面的故障便称为闪络性故障。

一般的高阻故障点的性质,可用图1等效电路表示。

图1 高阻故障等效电路高阻故障的表现形式尽管多种多样,但其本质均表现在图1等效电路中的“高阻泄漏故障”上,“高阻泄漏故障”的阻值直接决定了高阻故障的特性,它们可以或者是“高阻泄漏故障”,或者是“高阻闪络性故障”,或者是二者兼有之的故障。

例如:当Rs近似无穷大时,故障点Js两端的直流电压可以增至相当高而泄漏电流还不至于超过额定值,完全可能在电压升至额定值前Js 被击穿,从而形成闪络性故障。

电力电缆检测及方法

电力电缆检测及方法

电力电缆检测及方法概述电力电缆是电力传输和分配的重要组成部分。

为了确保电力系统的安全和可靠运行,对电力电缆进行定期的检测是非常重要的。

本文档旨在介绍电力电缆检测的常见方法和步骤。

电力电缆检测方法1. 直流电阻测量直流电阻测量是一种常见的电力电缆检测方法。

通过测量电缆导体的电阻值,可以判断电缆的导体是否完好,并且可以检测是否存在接触不良或电缆绝缘破损等问题。

2. 介电强度测试介电强度测试是对电力电缆绝缘能力的评估。

通过施加高电压并观察电缆是否能够承受该电压而不发生击穿,可以判断电缆绝缘是否良好。

这种测试可以帮助检测电缆绝缘老化、破损或绝缘材料不合格等问题。

3. 局部放电检测局部放电检测可以用于发现电缆终端或接头存在的潜在故障。

通过检测终端或接头周围的局部放电信号,可以判断是否存在电缆绝缘故障或接头材料不良等问题。

4. 热红外检测热红外检测利用红外热像仪来检测电缆故障。

通过检测电缆表面的温度变化,可以找出导体接触不良、绝缘老化或电缆过载等问题。

这种非接触式检测方法可以快速定位电缆故障点,并有效地指导维修工作。

5. 测距技术测距技术可以用于检测电缆损坏和故障的位置。

通过发送电脉冲到电缆上,并根据信号的反射时间计算出电缆上的损坏位置。

这种方法可以帮助快速定位电缆老化、断线或其他物理损坏问题。

结论定期的电力电缆检测是确保电力系统安全运行的关键步骤。

通过采用直流电阻测量、介电强度测试、局部放电检测、热红外检测和测距技术等方法,可以及时发现电力电缆的潜在故障,并采取相应的维修措施,以确保电力系统的可靠性和稳定性。

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一、国内外电缆故障测试发展过程;电力电缆故障按性质可分为串联(断线)故障及并联(短路)故障两种,后者按绝缘外是否有金属护套或屏蔽可分为主绝缘故障(外有金属屏蔽),外皮(外护套)故障(无金属屏蔽)的故障。

主绝缘故障根据测试方法不同,按故障点的绝缘电阻Rf大小可分为①金属性短路(低阻)故障,其中Rf不同仪器及方法选择各不同,一般Rf10Z0(Z0为电缆波阻抗),②高阻故障, ③间歇(闪络)故障三种。

三者之间没有绝对的界限,主要由现场试验方法区分,与设备的容量及内阻有关。

20世纪70年代前,世界上广泛使用电桥法及低压脉冲反射法进行电力电缆故障测试,两者对低阻故障很准确,但对高阻故障不适用,故常常结合燃烧降阻(烧穿)法,即加大电流将故障处烧穿使其绝缘电阻降低以达到可以使用电桥法或低压脉冲法测量的目的。

烧穿方法对电缆主绝缘有不良影响,现已很少使用。

之后出现了直流闪测法和冲击闪测法,分别测试间歇故障及高阻故障,两者都均可分为电流闪测法和电压闪测法,取样参数不同,各有优缺点。

电压取样法可测率高,波形清晰易判,盲区比电流法少一倍,但接线复杂,分压过大时对人及仪器有危险。

电流取样法正好相反,接线简单,但波形干扰大,不易判别盲区大。

两种方法目前是国产高阻故障测试仪的主流方法,主要有西安四方、山东科汇、武汉高压所等产品。

高压电流、电压闪测法基本上解决了电缆高阻故障问题,在我国电力部门应用十分广泛,且应用十分丰富经验,但仪器有盲区,且波形有时不够明显,靠人为判断,有时未能成功,仪器的精度及误差相对较大。

到了90年代,发明了二次脉冲法测试技术: 因为低压脉冲准确易用,结合高压发生器发射冲击闪络技术,在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲,此脉冲在故障点闪络处(电弧的电阻值很低)发生短路反射,并将波形记忆在仪器中,电弧熄灭后,复发一正常的低压测量脉冲到电缆中,此低压脉冲在故障处(高阻)没有击穿产生通路,直接到达电缆末端,并在电缆末端发生开路反射,将两次低压脉冲波形进行对比,非常容易判断故障点(击穿点)位置。

二次脉冲法的出现,使得电缆高阻故障测试变得十分简单,成为最先进的测试方法,但国内尚未见到新方法的设备。

对于二次脉冲法,无论是奥地利的Baur公司,还是德国Seba公司的产品原理是一样的,只是在实现上有差异:前者强调起弧与触发脉冲配合,由内部通信装置对冲击电流进行阻尼,同时也增加了冲击电流的冲击宽度来实现;而后者则采用专门稳弧仪,强调延长电弧时间,保证低压脉冲在起弧期间到达。

国外相比国内采用的高压电流或电压法测试仪与相比具有以下优点:(1)一体化设计,结构紧凑(compact),只要接入电源,接好地线,连接被测电缆即可进行各种测试方法的操作,接线简单,切换容易,安全可靠(2)自动化程度高,实现自动匹配、自动保护、自动判断、自动计算,并可以进行打印或将图形存入软盘,在计算机进行数据分析(3)无盲区问题:考虑到仪器本身的馈线以及外接的高压电缆引线长度,因此进行仪器调试时,引入“tm”测试,首先测试每种方法中的脉冲波经过仪器到达引线末端所经历的时间“tm”值,并输入记忆的系统中;测试电缆时,仪器会自动将原点(起点)定在该方法的“tm”时刻处,因“tm”为定值与波速度选择无关,无论波速度选多少,同一种方法中脉冲在仪器本身及引线所经历的时间“tm”是不变的;所测波形中tm时刻点即为所测电缆的始端,因此测量时没有盲区的概念(4)精度高:自动化程度高、精确,操作简单,克服了电流、电压冲击法的不足,有效解决了高阻故障测试的困难,只要波速度选择正确,测量结果非常准确。

国内的故障测试仪器在技术上已达到较高的水平,但仪器的精度以及全套系统整体细致设计均未及进口设备,特别是简单的机械质量(接线、焊接、表面工艺粗糙)方面未能令人满意。

电力电缆故障定位系统经过三四十年的发展,不管国内、国外,目前都是以高压冲击法作为主测方法。

国内生产厂家较多,国外也是厂家众多,主要集中在美国、德国、奥地利、英国、瑞士、俄罗斯、南非等国家。

目前已形成:一体化、自动控制化、冲击电容分档化的趋势及现状。

例如:美国Megger的PFL系列电缆故障定位系统、美国Von的XF系列电缆故障定位系统、德国SebaKMT的SFX 系列电缆故障定位系统、德国Intereng的PS系列电缆故障定位系统、奥德利Baur 的Syscompact系列电缆故障定位系统、瑞士Hipotronics的CF系列电缆故障定位系统......等等,都是按照此原则设计制造。

目前国外一些公司在不断开发新的测试方法同时引入了计算机技术,将电缆的运行管理,故障测试与GIS(地信息系统)结合起来。

在GIS中已输入各电缆的资料信息,在故障测试时,将测试结果与GIS数据库相连,仪器所测的故障点位置自动在GIS系统中显示出来,GIS将通过全球定位系统(GPS)将故障点位置与实际位置对应起来实现故障自动定位,但这必须有非常完善的基础资料以及软硬件支持。

目前日本部分重要的电缆电缆装有自动监测及故障测试系统,一旦出故障,监测系统会测出电缆的故障位置自动发射给GPS全球定位系统,,用户终端即可知道故障实际位置。

实现全自动化管理这对硬件要求更高。

在线监测及全自动测试是未来电缆故障测试的发展趋势。

包括对电缆状态及与运行时出故障的自动定位测试将电缆的GIS与GPS联合应用,实现实时、动态的监测测试及将是未来的发展趋势。

电缆故障查找测试的几种工作原理不同种类的故障查找方法详细阐述某一特殊故障查找过程。

二.电缆故障查找测试的几种工作原理1、阻抗法故障测距电缆故障测距中,我们将利用电力故障发生后的工频分量等电气量,在没有调制雷达等系统的帮助下直接计算出故障阻抗或者故障阻抗占总阻抗百分比的方法称为阻抗法故障测距.从原理上看,阻抗法故障测距是通过采集电力事故后,电缆一端或者两端的录波装置记录的故障电气量数据,通过运用阻抗原理,设定并联立多个故障电压电流方程,计算出故障点处的电压值,从而推出故障点位置。

根据计算过程的不同,阻抗法故障测距又可以分为解微分方程阻抗测距和工频基波分量阻抗测距[14]。

1.1工频分量阻抗法测距工频分量阻抗法测距的原理可以简化为如下过程。

首先通过采集电力故障后母线上的相关电气量利用数字滤波技术计算出工频分量。

然后利用得到的工频分量可以求出故障处阻抗分量。

从而进一步求出故障距离。

1.2解微分方程测距故障发生后,故障点所在位置与电缆两端的距离与电缆两端采集到的电压量、电流量分别呈现出一种函数关系。

通过计算机模拟可以列出多个包含故障距离的平衡方程。

联立多个平衡方程并求解即可求出故障点距离。

2.故障分析法测距故障分析法测距是根据电缆两端到故障点的故障电压相等以及电缆阻抗与距离成正比等原理,利用故障录波装置所记录到的故障电气量构造多个平衡方程,分析计算出故障点距离。

其实质是,当电缆参数确定的情况下,电缆上任一测量点的电压和电流都与该点到故障点的距离成函数关系。

因此只需要利用多组数据通过短路电流的逆运算就可分析得到故障点位置。

2.2.1工频向量法工频向量法中,我们将实际电缆中的工频电压、工频电流等工频量作为输入量。

经过一系列的离散傅里叶变换,将输入量中的基波整数次谐波分量和直流分量全部滤除掉。

然后再充分运用故障录波数据分析,这样计算得到的结果精度较高。

2.2.2单端电气量法单端气量法即利用电缆线路一侧的电气量等相关参数,充分运用故障分析法,求出故障距离。

2.2.3双端电气量法双端电气量法相对于单端电气量法采用电路两端的电压和电流等相关电气量数据,然后再充分运用故障分析法求得故障距离。

其优点在于从原理上消除了对端系统阻抗和过渡性阻抗的影响。

因此测量精度相比单端电气量法有所提高。

同时依据双端电气法中采用对端的电气量的不同,可将双端电气量法分为两类:两端电流一端电压测距法和两端电流两端电压测距法。

三.不同种类的故障查找方法根据故障电阻与击穿间隙情况,电缆故障可分为低阻、高阻、开路与闪络性故障。

1.低电阻接地或短路故障:电缆电缆一相导体对地或数相导体对地或数相导体之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,电阻值低于10Zc(Zc为电缆电缆波阻抗),而导体连续性良好。

常见类型有单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路接地等。

2.高电阻接地或短路故障:与低电阻接地或短路故障相似,但区别在于接地或短路的电阻大于10Zc而芯线连接良好。

常见类型有单相接地、两相短路、二相短路接地、三相短路接地等。

开路故障:电缆各相导体的绝缘电阻符合规定,但导体的连续性试验证明有一相或数相导体不连续,或虽未断开但工作电压不能传输到终端,或虽然终端有电压但负载能力较差。

常见类型有单相断线、两相断线、三相断线。

闪络故障:低电压时电缆绝缘良好,当电压升高到一定值或在某一较高电压持续一定时间后,绝缘发生瞬时击穿现象。

常见类型有单相剐络、两相闪络、三相闪络。

根据不同性质的故障,电缆故障的测距采用不同的方法。

目前主要有电桥法和根据行波原理发展的低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法。

电桥法测试电缆受条件限制较多,对于高阻故障无法进行测试。

随着新技术的不断进步,现在现场上电桥法用得越来越少。

(一)低压脉冲反射法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。

若设脉冲电波在电缆中的传播速度为v,则电缆故障距离S可由下式计算:S=0.5v △t。

低压脉冲反射法适于测定电缆的低阻和开路故障,也可用于校对电缆的全长和显示电缆中间接头的位置,还可用于测定电缆的波传播速度,测量准确率较高,应用较广。

(二)脉冲电压法又称闪测法,是20世纪70年代发展起来的用于测量高阻与闪络性故障的方法。

该方法首先将电缆故障点在直流高压(直闪法)或冲击高压(冲闪法)信号下击穿,然后记录下放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间,再根据电波在电缆中的传播速度,就可算出故障点的距离。

该方法测试速度快,波形清晰易判。

但其接线复杂,分压过大时对人和仪器有危险。

(三)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,以安全、可靠、接线简单等优点显示了强大的生命力。

它与脉冲电压法大致相同,区别只在于: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。

脉冲电流法也包括直闪法和冲闪法两种类型。

直闪法用于测量闪络性高阻故障;而冲闪法主要用于测量泄漏性高阻故障,也可测量闪络性高阻故障。

直闪法测量电缆中包括:电流耦合器、调压器、高压试验变压器、整流硅堆、储能电容。

测量时,调整仪器从0开始给电缆加直流电压,当电压升到一定值时,故障点闪络放电,线性电流耦合器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。

这一过程不断进行,直到放电过程结束,则故障点到测量端的距离可由此计算出来。

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