高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法
电力系统中的高压电缆故障定位与诊断方法研究
电力系统中的高压电缆故障定位与诊断方法研究高压电缆在电力系统中发挥着重要的作用，但是由于各种原因，电缆故障时有发生。
为了提高电力系统的可靠性和运行效率，准确快速地定位和诊断高压电缆故障变得至关重要。
本文将介绍电力系统中的高压电缆故障定位与诊断方法的研究。
首先，高压电缆故障的定位方法主要包括时间域反演法、频域反演法、频谱分析法和时频域分析法。
时间域反演法基于电缆故障发生后电压和电流的变化规律，通过反演计算来确定故障位置。
频域反演法则基于故障产生的谐波信号，利用频域反演算法估计故障位置。
频谱分析法通过对电缆传输过程中的频谱分析来识别故障位置。
时频域分析法结合时域和频域的特点，利用短时Fourier变换来实现精确的故障定位。
其次，高压电缆故障的诊断方法主要包括电缆故障类型识别和故障程度评估。
电缆故障类型识别可以通过测量电流和电压的变化以及分析故障信号的特征来实现。
例如，电力系统中的高压电缆故障通常包括短路故障和接地故障，其特征在电流和电压波形上的表现是不同的。
因此，通过比较实际测量的信号和故障类型特征库，可以准确识别出电缆故障类型。
故障程度评估则是通过对电缆故障信号的特征参数进行分析，比如幅值、频率、相位等，来判断故障的大小和严重程度。
此外，高压电缆故障定位与诊断方法的研究还涉及信号处理技术的应用。
例如，小波变换可以用于电缆故障信号的去噪和特征提取，通过选择合适的小波基和阈值来达到信号的降噪效果，进而提高故障定位和诊断的准确性。
神经网络算法也被广泛应用于高压电缆故障的定位和诊断中，通过训练网络模型，将电缆故障信号与故障位置和类型建立映射关系，从而实现故障的准确识别和定位。
最后，高压电缆故障定位与诊断方法的研究还面临一些挑战和发展方向。
首先，如何提高定位和诊断的精确度仍然是一个重要的问题。
其次，随着电力系统的发展，高压电缆的故障类型也在不断增多，如何适应和应对新型故障是一个需要研究的问题。
此外，高压电缆故障定位与诊断方法的实时性和自动化程度的提高也是未来的研究方向。
电力电缆故障点精确定位的原理及方法
电力电缆故障点精确定位的原理及方法（一）一、声测法：声测法是电缆故障定点的主要方法，多用于测试高阻、闪络性故障和部分低阻故障。
使用的设备与冲闪法相同，采用声电转换器将很小的震动波转换成电信号进行放大处理，用耳机来侦听，听测出最响点即位故障点位置。
二、声磁同步法：在实际测试中，环境噪声的干扰增加了声测法准确辨别的难度，由于故障点放电时，除了产生放电声外，还会产生高频电磁波向地面传播，通过同时接收声波和电磁波方法来判断当前的声波是否由故障点放电引起，这就是声磁同步法。
它是对声波测试方法的改进，提高抗干扰能力。
定点环境不可避免存在各种连续噪声和脉冲冲击噪声的干扰。
目前单纯的声测法定点仪已经被淘汰，取而代之的是声磁同步法定点仪。
此类仪器通过观察在现场接收电缆被冲击高压击穿时的辐射电磁波和故障点的震动声波同步与否来人为排除现场噪声干扰，利用故障点震动声音的最大点确定精确故障点位置。
尽管此法定点精度不高，一般也能满足要求。
国内大多数厂家生产的定点仪均属此类方法。
少数厂家也在液晶屏幕上显示电磁波与地震波的时间差来精确判断故障点位置，这无疑是一重大改进。
我公司研制生产的DDY-3000数显同步电缆故障定点仪具备了查找电缆路径、声磁同步法和显示声磁时间差法的全部优点，并且将声磁时间差转换为定点探头与电缆故障点的实际距离数，并在液晶屏上直接显示出来。
在液晶屏上利同时显示故障距离、电磁信号大小、声波信号大小、同时具有存储记录功能，在故障点正上方，地震波声音最大（此时的地震波声音大小变化已不重要），读数最小，而且此读数就是故障点距地面的埋设深度。
在故障点正上方，探头无论左右移动还是前后移动，但读数都会变大，尽管地震波声音变化不明显。
也就是说，此功能在现场同时也实现了对电缆路径的精确判断。
所以，DDY-3000数显同步电缆故障定点仪是目前国内同类型产品中功能最全，抗干扰能力最强、定点最准确的电缆故障精确定位仪。
DDY-3000电缆故障定位仪采用本公司所独创的电缆定点新理论。
电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法
电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而在电力系统中，线路故障是常见的故障类型。
故障位置的准确估计与定位对于电力系统的运行维护和可靠性有着重要的意义。
本文将介绍电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法。
一、故障位置估计方法电力系统的线路故障通常是由于设备老化、外力破坏、操作失误等原因引起的。
为了准确估计故障位置，目前常用的方法有以下几种：1. 直接测量法直接测量法是最常用的方法之一，它通过实地测量电缆或电线上故障区域的电阻或电压降，结合电缆或电线的参数，可以较准确地确定故障位置。
但这种方法需要专业设备和人员进行测量，操作较为繁琐。
2. 反射法反射法是利用故障电流波形在故障点发生时引起的反射来估计故障位置。
例如，在故障点处接地故障电流波形会反射回源点，通过测量波形的到达时间就可以得到故障位置的估计。
这种方法需要较为准确的测量设备和实时处理能力。
3. 数学模型法数学模型法是一种基于电力系统的数学模型来估计故障位置的方法。
常用的模型包括传输线模型和参数估计模型等。
传输线模型基于电力系统的物理特性和电磁传输现象，通过计算和模拟来估计故障位置。
参数估计模型则是通过对电力系统中线路的参数进行估计来推算故障位置。
这种方法需要较强的数学建模和计算能力。
二、故障位置定位方法除了故障位置的估计，精确的定位也是保障电力系统可靠性的关键。
目前常见的故障位置定位方法有以下几种：1. GPS定位法全球定位系统（GPS）是基于卫星定位的方法，可以实时测量和跟踪位置信息。
在电力系统中，可以使用GPS定位终端等设备来获取故障位置的经纬度坐标，从而实现精确的定位。
2. 多点定位法多点定位法是通过在电力系统中设置多个测量点，根据测量点之间的时间差或相对距离来定位故障位置。
例如，在电力线路的两端分别设置测量点，通过测量电路的传输时间差来推算故障位置。
这种方法需要较多的测量设备和信号处理能力。
10kv电缆故障分析与精确定点
10kv电缆故障分析与精确定点【摘要】电缆作为城市供电中非常重要的工具，具有节约资源美化城市环境的作用。
电缆故障常常会影响到人们的日常生产和生活。
本文主要介绍了10kv 电缆的常见故障，对常见故障的原因进行了详细的分析，介绍了常见的故障查找方法和精确点，供维修人员和相关管理人员参考。
【关键词】10kv电缆；故障；分析；精确点前言10kv电缆和架空线相比，具有电缆故障隐蔽，不容易查找等特点，而且10kv 电缆常常受到周围环境的制约，因此查找电缆故障是目前电力维修的重点和难点。
因此有必要对常见的电缆故障进行详细的介绍，解决实际电力维修中的难点。
1 电力电缆故障的性质及判断确定了故障电缆的故障性质后才知道利用何种测试方法对故障电缆进行故障探测。
一般确定故障性质都是通过兆欧表测量相与相之间或相对地之间的绝缘电阻来确定。
1.1 低电阻接地故障将电缆两端的芯线全部开路，用兆欧表逐相测量电缆对地绝缘电阻。
若电阻低于100Ω时，判断为低电阻接地故障。
一般常见的相间短路、单相接地和两相接地等都有可能是低阻故障类型。
1.2 高电阻接地故障用兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻。
若电缆芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100Ω时，判断为高电阻接地故障。
一般常见的高阻故障有单相接地、两相接地等。
1.3 断线故障用兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻正常，应用兆欧表（或万用表）进行导体连续性试验。
将电缆另一端三相导体之间短路并悬空，用兆欧表（或万用表）测量相间导体回路电阻。
若测量相间导体回路电阻如有不为零的数值即判断为断线故障。
1.4 闪络性故障对电缆进行交流耐压或摇绝缘试验。
若试验电压升至某值时，监视电流表指值突然升高，电源控制回路保护跳闸或绝缘电阻值突然大幅下降，这种有放电间隙或闪络表面故障即判断为闪络性故障。
2 10kV电缆常见故障原因分析2.1 过流保护不灵敏问题定时限过流保护对目前10kV电缆的线路来势是非常重要的，目前从实际的情况来看，过流保护灵敏度不高的问题是实际中经常会遇到的。
高压电缆故障测距及定位方法分析
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。
电缆故障精确定点的四大方法
电缆故障精确定点的四大方法
电缆故障精确定点通常按以下4个步骤的顺序进行:
1、判断故障点类型
根据故障的性质，电缆故障可以分为低电阻接地或短路故障，高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。
2、根据故障类型选择合适方法及相应的仪器
针对不同的故障类型采用不同的测试方法对其进行测试。
例如针对高阻故障可以使用冲闪法来定位故障位置。
3、粗测定位
粗测定位方法有电桥法、波反射法两种。
目前波反射法定位仪较普及。
但是有几种电缆故障很难用波反射法查找，比如高压电缆护套绝缘缺陷点、钢带铠装低压力缆、pvc电缆和短电缆都无法被定位。
另外，一些高阻击穿点在冲击电压下无法击穿，也难以定位。
4、精确定点。
电缆故障可以采用以下四大方法进行精确定点：
(1) 声测法：它是由高压脉冲发生器对故障电缆放电，故障点产生电弧，并产生放电声音，在电缆直埋情况下，产生地震波，定点仪的声测探头拣拾地震波信号并放大后通过耳机或表头输出。
(2) 跨步电压法：它主要针对对电缆外护套绝缘有要求的外护套接地故障定点，现在对部分直埋的无铠装的低压电缆、电线芯线接地故障、也可以采用跨步电压法定点。
(3) 电磁法及音频法：用电磁波定点或采用音频法定点，即是利
用电缆故障的前后点电磁波信号或音频信号的变化来确定故障点。
(4) 声磁同步法：是将声测法与电磁波法综合应用。
高压电缆故障分析及定位
[6]DL/T596-1996电力设备预防性试验规程中国电力出版社
[7]GB50150-2006电气设备交接试验标准中国电力出版社
[8]GB/T11017-2002额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件中国电力出版社
关键词：电缆故障；绝缘检测；常规试验；脉冲反射；电弧反射精定点；电缆路径定位测深
一、前言
电力电缆在电力系统中的应用越来越广，保障电缆线路的安全运行是对电力系统运行的基本要求。随着社会的高速发展，土地资源日趋紧张，电力线路逐渐由以往占地多的明线方式改为地埋方式。特别是最近几年，随着我国城乡及国防现代化建设的发展和科技的不断进步，使电力电缆的应用更加广泛，其数量成倍增长。电缆线路的安全运行与人们的生产、生活息息相关，电缆线路的故障隐患严重地威胁着人民生命财产的安全，电缆故障对社会造成的影响也越来越大。突发的断电事故不仅会给人们的正常生产和生活造成严重混乱，也会给电力公司造成巨大的损失。人们己经不能接受因电缆线路故障造成工矿生产事故，或银行系统、铁路运输系统、机场调度系统和生活供电的中断。另一方面，电缆线路的故障检测比架空输电线路故障检测任务要艰巨很多，因为电缆线路不像架空线路那样具有直接可观测性。如果电缆故障的检测结果与实际故障相差较大，那么也就失去了意义。所以，电缆故障检测要求精确度更高的方法。
3.1识别故障并确定故障性质
将电缆脱离供电系统，首先用兆欧表测量每相对地绝缘电阻，如果绝缘电阻为零，再用万用表测量故障电阻，以判断是高阻故障还是低阻故障，然后测量相间绝缘电阻，判断是否存在相间短路，有准确的电缆故障性质判定结论后，便可选择合适的测试方法和仪器。
3.2电缆故障预定位
中高压电缆故障快速精确定位方法
中高压电缆故障快速精确定位方法摘要：中高压电网的电力电缆通常敷设在地下，电缆故障后通常不允许重合闸。
无法快速准确地确定故障的位置将大大增加检查工作量，导致长期停电，并造成严重的经济损失，同时也给生活和生产带来不便。
故障的主要原因是电缆和相关附件的老化以及日常维护不足，不能准确地识别电缆的故障点，在故障后也难以维修。
随着电缆运行时间的增长，电缆故障的可能性会增加。
快速准确地诊断电缆故障点对于及时排除故障和恢复电源至关重要。
因此，有必要对如何定位电缆故障点进行详细分析。
关键词：中高压；电缆故障；精确定位1 中高压电网电缆故障原因分析1.1 电缆绝缘性能下降引起的短路故障湿气和电解腐蚀会降低电缆的绝缘性能。
中高压电网电缆的绝缘层在高压和高热能的环境中长时间运行，绝缘层的寿命会不断降低。
大量的绝缘介质丢失后，会发生绝缘退化。
如果不及时更换绝缘层，绝缘层容易发生故障和泄漏，对电缆的安全运行造成影响。
根据相关研究的结果，中高压电网中大约10%～15%的电缆故障是由于电缆绝缘层中的水分引起的。
这主要是由于密封过程不足或电缆端部的密封故障所致。
如果电缆外部的保护层质量不够好，则空气中的湿气容易影响裂缝或气孔，绝缘层会变湿并影响绝缘性能，从而使中高压电网电缆绝缘下降产生短路故障，影响正常稳定的电源。
通常，可以通过直流电压测试或绝缘电阻来确定电缆绝缘层的吸湿程度。
1.2 外力破坏引起的电缆故障由外部破坏电缆引起的中高压电网电缆故障率可能高达60%。
外部破坏是电缆故障的最常见原因。
外部破坏主要是由电缆线路附近工作引起的外部破坏，以及未按规定要求建造的一些城市工程或房地产工程构筑物引起的外部破坏。
上述两种情况均会因外力破坏中高压电网电缆而导致故障。
2 中高压电网电缆故障点的定位方法在确定由中高压电网电缆引起的故障时，首先要了解电缆故障的原因，安装环境和操作条件，然后确定特定的故障，例如接地、短路、开路或混合故障。
故障的性质必须根据情况确定，比如单相、三相故障，高阻或低阻故障，对地放电或由闪络引起的电缆故障。
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高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法
摘要:高压电力电缆在供电时具有安全、可靠等优点,也正是高压电力电缆这些优点使其获得了越来越广泛的应用,如何有效确保高压电力电缆在供电时的运行质量就非常重要,而高压电力电缆的故障检测和定位技术作为确保电力电缆运行质量的重要技术就成了当前行业的研究重点。
本文从高压电力电缆故障的类型及其判断谈起,然后分别对高压电力电缆故障的预定位和精确定位方法进行说明。
关键词:高压电力电缆故障类型预定位精确定位方法
随着我国经济社会发展步伐的不断加快,我国的工农业生产及人民生活的用电量日益增加,社会各界对电力的需求量越来越大,对电网的运行安全要求也越来越高。
如何确保电力运输高压电力电缆的安全已成为一个非常重要的问题。
相关数据表明,电力电缆所产生的故障是造成供电故障的重要原因。
因而如何快速、准确地确定故障的类型以及故障点的位置已成为电力电缆使用和运行过程中一项非常重要的技术。
1 高压电力电缆故障的类型及其判断
1.1 高压电力电缆故障的类型
电缆的故障可分为运行故障和预防性试验故障,预防性试验是使电缆缺陷提前暴露出来的方法,按照故障部位可分为线芯损伤和不同
相以及相与地之间绝缘介质损失发生的故障。
①低阻故障。
相之间或相地之间的绝缘电阻低于10kΩ。
②泄漏性高阻故障。
相之间及相与地之间绝缘电阻远低于正常值,电缆绝缘介质已损坏并形成固定的电阻通道,一般常见单相接地、二相短路。
③闪络性高阻故障。
在电缆预防性试验电压范围内,电缆泄漏电流值突然增大,并超过被测电缆所要求的范围值,当电压下降时,绝缘又恢复。
④开路故障。
电缆绝缘正常,但不能正常送电,电缆线芯似断非断。
这种情况很少见。
1.2 高压电力电缆故障类型的判断
①接地故障判断。
接地故障通常利用摇表测绝缘电阻的方法进行判断。
②短路故障判断。
短路故障通常利用万用表测相间通断的方法进行判断。
③断线故障判断。
检查电缆导体连续性是否完好。
方法是在一端将ABC三相短接(不接地),到另一端用万用表测量各相间电阻值是否为零。
若各相间均为零,则三相完好;若AB为零,BC、CA不为零,则C相断线,以此类推;若各相间均不为零,则两相或三相断线。
2 高压电力电缆故障的预定位方法
当前高压电力电缆故障的预定位常用的方法主要有电缆在线检测方法、电桥法和脉冲法,以下将分别给予简单说明。
2.1 电缆在线检测方法
电缆在线检测方法常用的有直流分量法和直流叠加法。
①直流分量法。
原理是利用了绝缘中水树枝的整流作用而产生直流分量,现场中电缆铜屏蔽层常常接地,为了测量直流分量,得把铜屏蔽层与接地断开,而把直流分量检测装置串连在铜屏蔽层与大地之间。
在电缆的一端铜屏蔽层的接地线装有一个开关,不测量时开关闭合,测量时开关打开。
②直流叠加法。
在电缆绝缘层上叠加一定的直流电压(15-50V)。
检测电缆绝缘层上通过的直流电流信号,从而计算出绝缘电阻。
2.2 电桥法
电桥法有多种接线,普遍使用的是缪雷环线法。
对低电阻性接地用低压缪雷环线法,电源电压不超过1kV;高电阻性接地用高压缪雷环线法,电压可达数千甚至上万伏。
但所谓低阻和高阻并没有严格界线,而随所用仪器的电摞电压和检测灵敏度而定。
普通的单臂和双臂电桥,多外接数十伏到数百伏的直流电源,以2-3KΩ作为划分高阻和低阻的界线是适当的。
因为这时恰能得到电桥测量所必需的10-50mA的测量电流,电桥足够准确。
当电阻大于3KΩ时,电桥灵敏度不够,显然,要增大电流,方法不外是提高电压和降低电阻。
提高电压就是采用高压缪雷环线法,它与低压缪雷环线法没有本质的区别,只是仪器能承受高压。
用缪雷环线法测量单相接地故障的接线原理就是将电桥的测量端子Ｘ1和Ｘ2分别接往故障缆芯和完好缆芯,这两芯的另一端用跨接线短接构成环线。
于是电桥本身有两臂(比例臂B和测量臂A);故障点两侧的缆芯环线电阻构成另两臂。
当电桥平衡时,则有:MXr=(2L-X)rR,
所以X=2LR/(R+M),式中,X:从测量端到故障点的距离(m);L:电缆长度(m);R:测量臂电阻(Ω);M:比例臂电阻(Ω);r:电缆每米长度的电阻(Ω/m)。
2.3 脉冲法
在测试时,从测试端向电缆中输人一个低压脉冲信号,该脉冲信号沿着电缆传播,当遇到电缆中的波阻抗不匹配点时,如:开路点、短路点、低阻故障点和接头点等,均会产生波反射,反射波传回测试端,被仪器记录下来,假设从仪器发射出脉冲到仪器接受到反射脉冲的时间差为△t,同时如果已知脉冲电磁波在电缆中传播的速度是v,那么即可计算出阻抗不匹配点距测t端的距离L的数值,其计算公式为:Lx=V·Δt/2(m),式中,Lx:从测试端到故障点的距离(m);V:脉冲波在电缆中的传播速度;Δt:发送脉冲和反射脉冲之间的时间间隔(μs)。
3 高压电力电缆故障的精确定位方法
3.1 故障电缆线路的识别
故障电缆线路的识别包括电缆路径的查找和电缆线路的鉴别。
①电缆线路路径的查找。
在待测电缆上加入特定频率的电流信号,通过接收该电流信号在电缆周围产生的磁场信号来查找出电缆路径和识别出被测电缆。
常用的方法有音谷法、音峰法和极大值法。
②电缆线
路的鉴别。
在几条并列敷设的电缆中正确判断出已停电的需要检修或切改的电缆线路,常用的方法为脉冲信号法。
3.2 电缆线路故障的精确定点
在完成故障电缆线路的识别的基础上,还需要对电缆线路的故障进行精确定点,而所谓的电缆线路故障的精确定点就是指在经过初测和确定电缆路径后,准确定出电缆故障点所在的具体位置。
目前,常用的电缆线路故障的精确定点方法主要是声测法这里简单介绍一下冲击放电声测法的基本原理和方法。
声测法就是利用直流高压试验设备向电容器充电、储能,当电压达到某一数值时,球间隙击穿,高压试验设备和电容器上的能量经球间隙向电缆故障点放电,产生机械振动声波,从而用定点仪确定故障点位置。
4 结语
高压电力电缆的安全稳定运行要以有效的高压电力电缆故障检测机制为基础,其中高压电力电缆故障的检测主要是包括故障类型性质的确定以及高压电力电缆故障的预定位和精确定位,其中故障类型性质的确定是有效解决高压电力电缆故障的前提,高压电力电缆故障的预定位和精确定位是有效解决高压电力电缆故障的关键,只有做好高压电力电缆故障的各项检测工作,才能确保高压电力电缆的安全稳定运行。
参考文献
[1] 李建辉.电力电缆故障检测方法与应用[J].河北电力技术,2009(3):36.
[2] 刘森.浅析电缆故障探测方法及发展方向[J].科技创新导报,2009(30):57.
[3] 陈鹏飞.高压电力电缆故障分析及探测技术[J].工矿自动化,2003(3):37.。