电缆故障测距方法
电力电缆故障点的距离测量(低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲)
GD-4133 多次脉冲电缆故障测试仪一、概述GD-4133电力电缆多次脉冲故障测距仪，用于电力电缆故障点的距离测量，具有波形易于识别、分辨率高、界面友好、同时支持触摸按键和机械按键、易于操作等特点。
GD-4133在低压脉冲方式下可以独立使用；在脉冲电流方式下需要和GD-2131L装置配合使用；在多次脉冲方式下还须和GD-4133S电缆测试多次脉冲耦合装置配合；在测距完成后须使用GD-4132数字式多功能电缆故障定点仪进行精确定点。
他们共同组成一套高性能的，能提供多种创新特性的电缆故障查找系统。
二、功能特点1．多种测距方法：a. 低压脉冲法：适用于低阻、短路、断线故障的精确测距，还可用于电缆全长及中间接头、T型接头、终端头的测量，以及波速度的校正。
b. 脉冲电流法：适用于高阻、闪络型故障的测距，使用电流耦合器从测试地线上采集信号，与高压部分完全隔离，安全可靠。
c. 多次脉冲法：世界上最先进的测距方法，是二次脉冲法的改进。
波形明确易于识别，测距精度高。
2．200MHz实时采样：a. 国内同类仪器最高采样频率，与国际最高水平接轨。
b. 提供最高0.4m的测距分辨率，测量盲区小，对近端故障和短电缆特别有效。
3．触摸操作和机械按键两种操作方式a. 触摸按键，操作更加灵活，具有手势操作功能。
b. 可以对光标进行拖拽，双击操作，定位更加简单、方便。
c. 兼容机械按键操作，五向按键，操作更加人性化。
4．LED大屏幕彩色液晶显示，界面友好：a. 波形清晰，尤其在多次脉冲测试中，多个波形以不同颜色同时显示，更易于识别。
b. 7寸大屏幕液晶，160°可视角度，显示内容丰富、直观。
c. 功能菜单简单实用，功能强大。
5．画中画暂存显示功能a. 界面显示采用画中画方式，由一个主窗口和三个暂存窗口组成，可同时查看三个暂存波形，使波形比较功能更加简单、直观、方便。
6．嵌入式操作系统a. 设计采用嵌入式操作系统Microsoft Windows CE 6.0+ARM9的结构设计，稳定的软件设计，更高的处理速度。
利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距
利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距一、电缆单端行波测距原理电缆单端行波测距技术是一种利用电缆内部的行波信号来实现电缆故障位置测距的技术。
在电缆内部传输的行波信号会在故障点发生部分反射，根据这些反射信号可以确定故障点的位置。
而利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距是对电缆行波信号进行特征分析的一种技术方法。
故障特征频带是指在电缆故障发生后，行波信号在频域上出现的特征频带，这些特征频带与电缆长度和故障位置有一定的关系。
通过对这些特征频带的分析，可以实现对电缆故障位置的测距。
而TT变换是一种将时域信号转换为频域信号的变换方法，通过对行波信号进行TT变换可以得到信号的频谱分布情况，进而实现对特征频带的提取和分析。
二、电缆单端行波测距方法利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距主要包括以下几个步骤：1. 采集电缆行波信号数据首先需要在电缆的一端安装传感器，并利用该传感器采集电缆内部的行波信号数据。
通常可以使用高频探头或传感器进行信号的采集，采集的数据包括了传播时域信息。
2. 进行TT变换将采集到的电缆行波信号数据进行TT变换，得到信号的频谱分布情况。
通过对频域信号的分析，可以提取出故障特征频带。
3. 特征频带分析对所提取出的故障特征频带进行分析，包括频带的数量、位置、幅值等特征。
通过特征频带的分析可以确定故障的位置和性质。
4. 故障距离测算根据故障特征频带的分析结果，结合信号传播速度等参数，可以计算出故障距离，从而实现对电缆故障位置的测距。
5. 故障定位根据故障距离的测算结果，可以确定故障位置，并进行定位标记。
1. 高精度：通过对故障特征频带的精确分析，可以实现对电缆故障位置的高精度测定。
2. 高效率：测距过程简洁明了，不需要复杂的设备和大量的测量数据，可以快速、准确地完成电缆故障的定位。
3. 低成本：相比传统的电缆故障检测方法，利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距可以降低成本，提高效益。
一种简易的电缆故障测距方法
绝 缘 电 ｍ 测 定 位 （ ０） Ｍ 芯 线 川
Ｕ Ｖ ∞
一
ｌ
Ｓ —ｅ Ｒ 一
当电缆全长 及跨接 线采 用 同一种 导体材 料和 同
截 面 时 ，则 ＝，Ｓ ＝ ２ １ ￥ ，得
Ｒ３
—
２ —ｌ ｌ
，
Ｒ４
导通 试验 （ ｎ） 将未端 ｕ 、ｖ、ｗ 路 ． ｆ不 接 地 ， 始端 洲 精 Ｈ
ＵＶ 【 】
×２ ｌ
Ｒ３＋尺
（－） ４１
备 棚 与 地 问
ＵＮ ０
ＶＷ Ｗ １ ２
一 （ 】
ＶＮ Ｗ Ｎ
∞ （ ）
ＶＷ Ｗ Ｕ
（ Ｊ ０
式 （ — ）即为计算故 障点位置的公式。 ４１ 图１ 所示 的ｘ 接故障相 ， ２ １ ｘ 接良好相 的接线 ，
７ 兰 Ｂ －Ｇ
。ｌ ｘ
４故 障点 位 置 的判 断
电缆 故 障 的性 质 确定 后 ， 据不 同的故 障 ，加 根 以判 断故 障点 的具 体位 置 ， 常见 的测 距方 法有 电桥 法 、脉 冲法 、闪络法 等 ，受 中小 型 电站 及变 电站 设 备 、技术 的限制 ， 文 将着 重介 绍并 分 析基 于单 臂 本 （ 惠斯 通 ）电桥 法 的故 障测 距 。
／
一
如 表 一所示 某 电缆 故障 性质 探 测 的试 验结 果 。
／ ／
、
～
／
／
ｌ
ｌ
＼ 、
｝Ｇ ｝
Ｌ
、
一、
０
、
、
根据该结果可判 断出该 电缆故障性质是 ｗｕ 两相短
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
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。
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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。