电力电缆故障测距方法的研究

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电力电缆故障点的距离测量(低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲)

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。

对配网电力电缆故障探测的方法浅析

对配网电力电缆故障探测的方法浅析

对配网电力电缆故障探测的方法浅析摘要:论文分析了传统配网电力电缆故障探测方法的不足和缺点,提出利用高频感应法及红外热象技术两种新方法来进行故障探测。

高频感应法较之音频感应法有许多优点,而红外热象技术的先进性使其有很大发展潜力,是值得采用的电缆故障探测新方法。

关键词:高频感应;电力电缆;故障探测引言随着经济的快速发展,城市用电量剧增,而与此同时城市内线路走廊用地越来越少,征地所需费用也越来越昂贵。

同架空线相比,电力电缆具有供电可靠性高,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。

因此,电力电缆在城区配网中所占比例越来越大,一些西方发达国家已经实现了配网电缆化。

然而由于电缆敷设在电缆沟或直接埋于地下,长期同土壤、水分、潮气接触,绝缘易受到腐蚀渗透,再加上电缆制造或安装时的局部缺陷,都可能造成故障。

如果故障得不到及时排除,将会造成严重的经济损失和社会影响,因此如何快速准确地探测到电缆故障点,多年来一直是国内外有关工程技术人员所研究的热点。

测寻直埋电缆故障时,若无线路图或线路图不准确及标注不清,首先就需要探测电缆的敷设路径,重新建立图纸资料,特别是在故障电缆定点之前,对于敷设在电缆隧道或电缆沟中的多条电缆,有时也需将其中的故障电缆与其余电缆区别出来,传统的方法一般是采用音频感应法来探测。

然后就是精测定点,对于高阻故障一般采用声测法或声磁同步法;而对于低阻故障则主要采用音频感应法。

因此若能使定点过程更准确,就可以避免一些盲目的工作,从而提高电缆故障探测的效率。

考虑到电力电缆故障的复杂性,仅从某一方面或期待于依赖某一种“万能”方法都是不现实的,而应该是从各个可能的方面入手,尽量减少探测过程中的不确定因素,将各种新的科技成果应用到实践中去。

本文对传统方法加以创新,探讨了利用高频感应法及红外诊断新技术来探测电缆故障的方法。

1 电力电缆故障探测步骤电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤:1.1 电缆故障性质诊断,即确定故障的类型与严重程度,以便于测试人员选择适当的电缆故障测距与定点方法,如确定是开路、低阻、高阻,还是闪络性故障,从而相应采用目前流行的低压脉冲反射法、直流闪络法及冲击闪络法。

输电线路故障测距的主要方法电力配电知识

输电线路故障测距的主要方法电力配电知识

输电线路故障测距的主要方法 - 电力配电学问依据原理的不同,输电线路故障测距的主要方法分为三类:故障录波分析法、阻抗法、和行波法。

1.故障录波分析法故障录波分析法利用故障时记录得到的各种电气量,事后由技术人员进行综合分析,得到故障位置。

随着计算机技术和人工智能技术的进展,故障录波分析法可以通过自动化设备快速完成。

但该方法会受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响,而导致故障测距精度的下降。

2.阻抗法阻抗法建立在工频电气量的基础上,通过建立电压平衡方程,利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗,由此可以推出故障的大致位置。

依据所使用电气量的不同,阻抗法分为单端法和双端法两种。

对于单端法,简洁来说可以归结为迭代法和解二次方程法。

迭代法可能消灭伪根,也有可能不收敛。

解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法优越,但仍旧有伪根问题。

此外,在实际应用中单端阻抗法的精度不高,特殊简洁受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响。

同时由于在计算过程中,算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上,而这些假设经常与实际状况不全都,所以单端阻抗法存在无法消退的原理性误差。

但单端法也有其显着优点:原理简洁、易于有用、设备投入低、不需要额外的通讯设备。

双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距,以从原理上消退过渡电阻的影响。

通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距,也可以利用两端电压和电流进行故障测距。

理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响,有其优越性。

特殊是近年来gps设备和光纤设备的使用,为双端阻抗法的进展供应了技术上的保障。

双端法的缺点在于:计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。

3 行波法行波法利用的原理是当输电线路发生故障时,将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波。

通过分析故障行波包含的故障点信息,就可以计算出故障发生的位置。

依据使用行波量的不同,行波测距原理分为A型、B型和C型三种:A型原理利用故障发生时产生的初始行波与该行波在故障点的反射波到达测量装置的时间差来进行故障测距;B型原理利用故障发生时产生的初始行波分别到达线路两端测量装置的时间差来进行故障测距;C型原理利用故障发生后,在线路一段施加一个高频或者直流脉冲,依据这个脉冲在故障点和测量装置之间来回的时间差来进行故障测距。

浅谈10kV电缆线路故障的检测技术

浅谈10kV电缆线路故障的检测技术

浅谈10kV电缆线路故障的检测技术摘要:探讨了输配电线路中故障产生的原因,提出了快速检测故障的方法。

关键词:检测方法继电保护查找到位1、前言在输配电过程中,线路中出故障层出不穷,为了保证电网中输配电线路有条不紊的运行。

对于线路故障的查找我们需要谨慎处理,首先清楚电力线路故障出现的原因,对症下药;其次要得出行之有效的检测方法,确保故障出现的情况;最后组织人员有条理的有秩序的进行故障的查找处理。

2、电力电缆故障发生原因电力电缆绝缘损坏主要包括两个方面。

一为制造缺陷:市场上使用的电力电缆多是采用塑料、橡胶等材质作为电力电缆的绝缘材料。

二为运行损失:电缆在长期运行情况下,电缆绝缘材料会发生树枝化放电,使得绝缘性能大大降低,可能造成事故。

电缆在使用中因受到外力作用从而造成电缆绝缘损坏或导体断折发生事故。

外力作用主要包括机械直接作用、行驶设备碾压、地下不均匀沉降、悬挂电缆自重拉伸、动物啃咬等。

外力作用是电力电缆故障产生的最主要原因,该原因占到电力电缆事故发生率的约72%。

电缆超负荷电流运行,造成导体过热,直至绝缘材料的破坏甚至燃烧。

电缆受到过电压冲击,绝缘材料承受过电压冲击,造成绝缘击穿。

3、电力电缆故障的距离检测方法3.1电桥法电桥法一直是工程现场检测电缆故障最直接、最简单的操作方法,电桥法按接线形式上可分为正接法和反接法两种。

正接电桥法等效电路图如图1所示。

正接电桥法优点是简单、方便、操作安全、精确度高。

缺点是电桥法中对电阻R1、R2的要求很高,电阻太大将影响电桥的灵敏度,太小容易计算连线电阻造成误差。

且该方法不适用于高阻故障和闪络故障。

因为故障电阻高时,电桥中电流很小,一般灵敏度的仪表很难实施测量。

反接电桥法实际是将正接电桥法中的电源与电流表互换后得到的。

它克服了正接法不能测量高阻故障的缺点,在对高阻故障定位时,不必对电缆进行烧穿,还可以通过加大电压E的幅度,使故障点击穿,在击穿的同时可以对故障进行定位。

电力电缆常见故障及检测方法分析

电力电缆常见故障及检测方法分析

电力电缆常见故障及检测方法分析摘要:电力电缆作为电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响电力系统的安全运行电力电缆供电以其安全、可靠、,得到广泛的应用。

但是电力电缆一般都埋在地下,一旦发生故障,要经过诊断、测距(预定位)、定点(精确定位)个步骤。

采用合适的故障测试方法,尽可能快速、准确地找到故障点,减少因停电造成的损失。

关键词:电缆;故障;方法;技术一、电缆的故障类型分析电力电缆的故障类型造成电力电缆故障的原因有很多,比如:机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、材料缺陷、电缆绝缘物流失、设计和制作工艺不良以及护层腐蚀等。

按照故障出现的部位,通常可将故障类型大致分为断线故障、主绝缘故障和护层故障断线一般是由于故障电流过大而烧断电缆芯线或外界机械破坏等原因造成的,其测试比较简单。

从今年已查找的低、中、高压电缆故障的结构特点分析,电缆单相接地故障较为普遍,多是因为电缆遭受外力破坏原因造成。

也不排除本体质量造成,但这种内部短路从外表看不出痕迹较少见。

电缆相间短路故障中较少,这是因为相间短路一般都是在运行中发生,发生故障时会产生强大的短路电流造成速断保护动作而跳闸。

强大的电流所造成的高温一般都会把电缆烧断造成开路性故障。

电缆内部短路,外表看不出痕迹,此类故障一般是由于电缆质量造成的,比较少见。

从电缆的故障位置看,一条电缆最薄弱的地方是中间接头,一般的电缆都有一个或几个中间接头,在做电缆中间接头时由于环境条件限制,加上电缆敷设后不进行防潮处理,制作时中间接管压接不紧密,都可能造成电缆中间接头受潮、工艺缺陷的出现。

当运行中长期在高压电场的作用下产生电晕及游离放电,使绝缘本体形成水树直至绝缘老化并击穿。

绝缘故障根据故障电阻和击穿间隙的情况,通常将绝缘故障分为低阻、高阻及闪络性故障。

低阻故障与高阻故障的区分界限一般取电缆本身波阻抗的l0倍,但在实际测试工作中并不要求很严格地区分。

闪络性故障的故障点电阻极高,可给故障电缆施加到较高的电压,故障点才闪络击穿。

电力电缆故障测寻方法的探讨

电力电缆故障测寻方法的探讨
电力 电缆 故障探 测 是一 项技 术性 比较强 容 易 出现 热击 穿及 过热 使 电缆线 芯烧 断等 故 流 随试 验 电压 的升 高 而 增 加 ,且 超 过 允 许 的工 作 ,需要 测试 人员 很好 的掌 握探 测 的原 障 。长 期过 负荷 运行 ,还会 造成 绝缘 干枯 、 值 ,此 时试 验 电压达 到额 定试 验 电压值 ,这 种 情况 称 为泄漏 性故 障 。 理和 方法 , 并具有 一定 的工 作经 验 。对 电力 脆 化 ,导致 绝缘 强度 降低 或介质 损耗 增大 , 4 电缆 两 芯 或 三 芯 接 地 而 发 生 的 故 ) 电缆 故障 ,采 用 常规 的预 防性试 验方 法进 行 最 终 引起 绝 缘 层 击 穿 , 同 时使 电缆 寿 命 缩 诊 断难 以奏 效时 ,必须 采用 专 门 的仪 器和 方 短 。 22 电力 电缆故 障 的分类 . 法进 行诊 断 。主 要步骤 是 :判 断故 障性质 ; 按 故 障 发 生 的 直 接 原 因 ,可 将 电力 电 选 择 相 应 的方 法 进 行 粗 测 ;精 确 测 定 故 障 点。 缆故 障分 为试 验击 穿故 障和运 行 中发 生的故 2 电缆 故 障的原 因和 分 类 . 障。 2 1 电力 电缆发 生故 障 的原 因 . ( )试验 击 穿 故 障 。在 试 验过 程 中 发 i 通 过 查阅很 多供 电公司 的 电缆故 障统计 生击 穿 的故 障 ,其 性质 比较 单纯 ,通 常是 一 数 据 发现 , 电力 电缆常 见 的故障 主要 原因如 相接 地 或两相 接地 ,很少有 三相 同 时接地 或 下: 短 路 的情况 ,更 不会 出现 断线 故障 。 ( )机 械损 伤 ,指 电缆 受 外 力作 用 造 i ( )运 行 中 的电缆故 障 2 i )低 阻故 障 , 电缆 一 芯或 数 芯 对地 绝 成 的损伤 ,包 括 交通运 输和 施工 的损 坏 , 电 Oc 缆 敷设 及 附件 安 装过 程 中造成损 坏和 自 力 缘 电 阻或 芯 与 芯 之 间 的 绝 缘 电 阻低 于 1 Z 然 造 成损 坏 ;震动 引起 铅护 套 的疲劳损 坏 ,摩 ( c 电缆特 性阻抗 ,一 般不 超过 4 Z为 0 Q)而 擦 龟裂 、 弯 曲过 度 、地质 下沉 承受 过大 的拉 导体连 续 性能 良好 者称之 为低 阻故 障 。 2 )高 阻 故 障 , 电缆一 芯 或 数芯 对 地 绝 力 造 成 的损伤 ;进而 引起 短路 跳 闸或伤 及绝 缘 电阻或 芯与 芯之 间 的绝缘 电 阻低 于 正常 值 缘 , 留下 故障 隐患 。

电力电缆故障查找方法与测距分析

电力电缆故障查找方法与测距分析

电力电缆故障查找方法与测距分析作者:吴建来源:《科学大众》2020年第01期摘; ;要:现在社会的发展离不开电力能源的供应,人们的生活也离不开对电子设备的使用。

在此基础上,供电企业应保证电力供应的安全以及供电故障排除工作的高效性。

同时,这也是国家在近年来不断对电力企业开展研究和发展的重要目的之一。

因此,文章主要讨论了电力电缆故障查找方法以及测距方法及其工作要点的分析,希望能够对我国电力电缆故障维修工作起到一定的指导和参考作用,以提高我国电力能源供应的水平。

关键词:电力电缆;故障查找;测距分析随着我国城市建设进程的不断加快,国民的生活质量和水平都得到了明显的提升,人们越来越重视精神生活的丰富,而这也是现代化电子产品得到飞速发展的重要基础。

市场需求推动各类电子产品在社会各行各业中得到广泛的应用。

与此同时,电力供应问题也成为国家和有关部门接下来组织和开展工作的重点。

但是由于不同电力供应企业在技术水平和工作效率方面存在差异,所以在实际工作过程中电力电缆故障问题以及供电效率过低的不良现象都比较常见。

为了解决这一问题,相关电力供应企业需要进行有效的故障排查和测距分析,而这些工作的开展不仅需要大量资源的供给和支持,同时对工作人员的技术水平也是一项极大的考验。

1; ; 电力电缆故障问题分类分析在不同的行业工作中,电力电缆故障问题的表现形式存在差异,因此,供电企业和相关国家管理部门想要从根本上解决电力电缆故障问题、保障我国国民用电的安全,就必须要充分且全面地了解在不同行业和工作中所表现出来的电力电缆故障问题的类型。

从电路供应的外部表現形式来看,电线电缆故障问题大多表现为线路连接错误或者连接类型与实际工作需求不匹配等,而线路连接故障则主要分为串联故障和并联故障两种。

从供应电路的内部性质来看,一般故障问题表现在电路的工作状态和质量方面,目前在实际供电过程中常见的故障问题有开路、低阻以及高阻3种。

首先,电线电缆开路故障大多表现为在直流或高压脉冲条件下,电阻趋向无限大的状态,这会使电线电路中产生对电流通过的严重阻碍作用。

电缆故障测距方法

电缆故障测距方法

电缆故障测距方法摘要:随着电力系统的发展,电缆得到了广泛的使用,并且因其自身的特点,具备较高的安全性。

但是因为电力电缆多埋于地下,给人们确定故障位置带来了不便。

本文对电力电缆故障原因、电缆故障测距方法、故障定点、故障测距方法等进行了分析。

关键词:电缆故障检测;测距;小波分析引言电力工业是国民经济的支柱产业,同时又是其它产业能够稳定发展的保证[1]。

因此,保证电力系统运行的安全性、可靠性是国民经济能否稳定快速发展的关键。

输电线路担负着传送电能的重要任务,是电力系统的经济命脉,其故障直接威胁到电力系统的安全运行。

一、引起电力电缆故障的原因电力电缆是电气工程的重要组成部分,用来传输和分配电能,具有占地少、供电可靠、施工便利、绝缘性能好、能提供容性功率提高功率因素、运行及维护简单等特点。

但电力电缆存在绝缘老化变质、电缆接头过热、保护层机械损伤、谐波及过电压造成击穿引起电缆故障、中间接头及终端头设计、电缆头材料选择和制作工艺影响等问题。

同时电缆事故往往造成一定的损失。

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。

1、绝缘老化变质;电力电缆长期处于电、热、化学及机械作用环境中,从而使绝缘介质发生物理及化学变化,导致介质损耗加大,绝缘强度下降。

2、电缆过热;造成电缆过热的主要原因是电缆内部气隙游离造成局部受热,加速绝缘老化、碳化,电缆过载或表面散热不佳导致绝缘加速老化。

3、过电压造成击穿;雷击过电压和谐振过电压使电缆绝缘所承受的耐受电压超过允许值而造成击穿。

4、中间接头、终端头材料选择和制作工艺问题;设计电缆电压等级低于运行电压,电缆处于长期过电压运行状态,加速绝缘老化,缩短电缆使用寿命。

电缆头材料选择不当,由于电缆绝缘材料和电缆头材料材质不同,热胀冷缩系数不同,长期运行电缆和电缆头之间产生间隙,发生树状爬电,引发电缆放电击穿。

电缆头制作工艺不规范,剥离半导体时损伤电缆绝缘,半导体剥离长度不够,绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质,造成绝缘强度下降,使用寿命缩短。

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第2()卷第6期2007年6月 广东电力

CUANG以〕NGELECrRI(:1飞)WERVol.ZONo.6

Jun.20()7

文章编号:1007一290X(2007)()6一0011一05电力电缆故障测距方法的研究

赖晓峰(广州南方电力建设集团有限公司,广州51060)

摘要:电力电缆获得越来越广泛的应用,但电力电缆故障测距仍然缺少有效的方法,为此,对现有电缆故障测距方法的原理和方法进行研究和比较,侧重比较了行波测距法与阻抗测距法的优缺点,最后得出结论:在电力电缆故障测距中,行波测距法优于阻抗测距法,并对行波法今后发展的方向提出一些设想。关键词:电力电缆;故障测距;行波测距法;阻抗测距法中图分类号:TM755文献标志码:A

ResearchonP0werCabIeFaultLocationMeth0ds LAIXiao-feng(GuangzhousouthernPowerCO幻structionGrouPCo.,Ltd.,Guangzhou5IO600,China)

Al万tract:Powercableisbeingwidelyused,butuntilnowtherehavenotbeenefficientmethodsonpowercablefaultlocation.ThisPaPeranalyzesthePrinciPleandProcessofexistingpowercablefaultlocationmetheds,emPhaticallycomParingthetravelingwavemethodandtheimPedancemethod.ItisconcludedthatthetravelingwavemethodisbetterthantheimPedancemethodinfaultlocation.ThedevelopingtrendofthetravelingwavemethodisPresentedaswell.KeyW0rds:powercable;faultlocation;travelingwavemethod;impedancemethod

随着电缆应用成本的下降和城市电网改造工作的开展,经济的飞速发展及城市规模不断扩大。考虑到城市建设规划,电网的安全运行以及供电可靠性等因素,电力电缆获得了越来越广泛的应用,电缆会逐步取代架空线输送电能。但随着电缆规模越大,运行时间越长,电缆故障会越来越频繁。地下电缆一旦发生故障,寻找起来十分困难,不仅需浪费大量的人力物力,而且还将带来难以估量的停电损失。到现在为止,如何准确、迅速、经济地查找出电缆故障仍是一个难度非常大的课题,日益受到国内各供电企业和技术人员的关注。

1电力电缆故障产生的原因及分类1.1电力电缆线路故障产生的原因 电力电缆线路故障率和多数电力设备一样,投人运行初期(1一5年内)容易发生运行故障,主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问

收稿日期:2()06一12一18

题;运行中期(5一25年内),电缆本体和附件基本进人稳定时期,线路运行故障率较低,故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮而发生沿面放电;运行后期(25年后),电缆本体绝缘树枝老化、电一热老化以及附件材料老化加剧,电力电缆运行故障率大幅上升。 电力电缆的故障原因大致可归纳如下: a)绝缘老化变质。电缆绝缘长期运行工作,受到伴随电作用而来的化学、热和机械作用,介质发生物理化学变化,介质的绝缘水平下降。 b)过热。电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,使绝缘炭化。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。 c)机械损伤。如挖掘等外力造成的损伤。 d)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遭到腐蚀而损坏。 e)绝缘受潮。中间接头或终端头在结构上不广东电力第20卷密封或安装质量不好而造成的绝缘受潮。 f)过电压。过电压主要指大气过电压和内过电压。许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况下发生故障。 9)材料缺陷。电缆制造问题、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。 h)设计和制作的工艺问题。1.2电缆故障类型1.2.1从形式上分 电缆故障从形式上可分为串联与并联故障。串联故障是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开。通常在电缆至少一个导体断路之前,串联故障是不容易发现的;并联故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。实际的故障组合形式是很多的,几种可能性较大的故障形式是一相对地、两相对地和一相断线并接地。电缆故障点的等效电路见图1所示。电阻值低于102。(2。为电缆线路波阻抗)而芯线连接良好。一般常见的这类故障有单相接地、两相或三相短路或接地。 c)高阻抗与闪络性故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,但高于10Zc,而芯线连接良好。若故障点没有形成电阻通道,只有放电间隙或闪络性表面,此时故障即为闪络性故障,据统计,这两类故障约占整个电缆故障的90%。实际发生的故障绝大部分是单相对地绝缘下降故障。

几‘}1凡:吭扮故障图1电缆故障等效电路 图1中,Rms为绝缘电阻,Gb是击穿间隙(其击穿电压为Ug),Cd、为局部分布电容,不同的故障,Rins,Gb,Cdis,Ug的数值变化很大。间隙击穿电压Ug的大小取决于放电通道的距离,绝缘电阻R二的大小取决于电缆介质的炭化程度,而分布电容Cd、的大小取决于故障点的受潮程度,数值很小,一般可以忽略。1・2.2从故障情况分 根据故障电阻与击穿间隙情况,电缆故障可分为开路、低阻、高阻与闪络性故障。 a)开路故障。电缆的各芯绝缘良好,但有一芯或数芯导体断开或虽未断开,但工作电压不能传输到终端,虽然终端有电压但负载能力较差。 b)低阻故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,

2国内外对电力电缆故障测距的理论研究及应用现状

电力电缆故障测距方法在原理上可分为两大类:行波法和阻抗法,其中包括单端法和双端法。2.1行波测距法 行波故障测距的研究可追溯到20世纪50年代,人们根据电压和电流行波在线路上有固定的传播速度(电力电缆的波速为150一200m/哪)这一特点,提出了行波故障测距方法。行波测距法利用行波在测量点到故障点之间往返一次的时间,经过简单运算即可得到距离。 在行波信号的获取和识别上国内外学者提出了许多不同的方法,第一类是利用电压行波信号的方法。但是,电压行波信号不易获取,因此,利用双端电压行波信号对电缆故障测距的方法并未得到推广应用。第二类是采用电流行波信号的测距方法。目前国内基本上只采用电流行波进行故障测距,其原因:当母线出线较多时,电压信号比较弱,而电流信号却很强,电流行波信号比较容易获取。在工程应用上,与以上两类方法相对应的方法有低压脉冲反射法、脉冲电压法和脉冲电流法等。2.1.1脉冲电压法 它首先利用直流高压或脉冲高压信号的作用把电缆故障点击穿,然后通过测定放电电压脉冲在观察点与故障之间往返一次时间来测距。它适用于高阻抗和闪络性故障。其优点是不需要将高阻抗与闪络性故障击穿,直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号。因此,测试速度快,适用于各种电缆故障,对电缆原始资料的依赖性少,所获得波形简单易理解。其缺点是:安全性差;测试可靠性差;不容易分辨出故障。第6期赖晓峰:电力电缆故障测距方法的研究2.1.2脉冲电流法 脉冲电流法是通过一线性电流祸合器测量电缆故障击穿时产生的电流脉冲信号的方法。它实现了仪器与高压回路的电祸合,省去了电容与电缆之间的串联电阻与电感,简化了接线,传感器藕合出的脉冲电流波形较容易分辨。2.1.3低压脉冲法 低压脉冲法是测试时向电缆注入一低压脉冲,该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点,如断路点、短路点、中间接头等,通过故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差原理来测距。根据波形极性还可判断故障性质,如短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反,断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同,因此低压脉冲法适用于测试交联电缆的低阻、短路、断路故障。2.1.4二次脉冲法 二次脉冲法的出现,使电缆高阻抗故障测试变得十分简单,成为最先进的测试方法。其工作原理: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(电弧的电阻值很小)发生短路反射,并将波形储存记J忆在仪器中,电弧熄灭后,复发一低压测量脉冲到电缆中,此低压脉冲在电缆故障点不能被反射,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叠加对比,非常容易判断故障点位置。 当前,二次脉冲法是一种很成熟也比较有效的方法。其优点是:接线简单,切换容易,安全可靠;自动化程度高,实现自动匹配、自动判断、自动计算;测量精度高,结果准确。国内外多家厂家都在生产这种装置,运用较多的是车载型电缆故障测试仪,离线测量是其一大特点。2.2阻抗测距法 因为故障距离是故障电流、电压的函数,阻抗测距法利用线路单端或双端电压、电流测量值,然后推导出特定的故障定位方程进行定位。电力电缆故障测距由于实时性要求不是很高,目前采用的大部分为离线测量。较经典的阻抗法是直流电桥法以及近年来研究得较多的利用电缆故障时工频(相量)电压电流关系来推导出故障定位方程的方法。电桥法的优点是简单、方便,其缺点是只能用于低阻故障测距,而不能用于高阻故障和闪络性故障,但是,据统计,电力电缆有60%以上的故障是高阻抗故障,在预防性试验中被击穿的故障有90%以上是高阻抗故障。对于电缆线路,比较典型的阻抗测距方法有如下两种: a)根据电弧呈电阻性的特性,再利用分参数线路理论就可以求出沿线路各点的电压与电流,在故障点处电流和电压是同相位的,推导出故障定位方程,采用的是单端电压电流信息。 b)根据线路的长线方程,分别由两端计算出故障点电压幅值应相等的结果,就可以知道故障时沿线电压的分布规律。使用搜索迭代的方法可以计算出故障点的位置,因为采用的是电压的幅值,故不要求双端数据同步,这是一种双端测距方法。2.3其他方法 除上述行波测距法和阻抗测距法之外,国外还有学者提出利用分布式光纤温度传感器监测电缆沿线的温度变化情况来进行故障定位的方法。根据专家对电缆发展趋势的预测,未来所有的电缆都可能配备适当的光纤系统,该光纤系统或者包含在电缆内部或者紧紧环绕电缆。因此利用光纤温度传感器来实现电缆故障测距的方法前景光明。 关于在线和离线测距的问题。目前大部分电缆故障测距方法主要为离线进行,但在线故障测距方法也已出现,其出发点是将环形线路开路或在线路末端设置开路点,利用故障时产生的浪涌电压或电流在开路点发生正的或负的全反射,通过设于开路点附近的传感器得到脉冲信号,然后测出其脉冲间隔时间实现测距。在线测距在实际应用中并未得到推广,其原因在于电缆线路在检修与维护方面的特殊性,而且在线方法相对于离线方法并无明显优势。在电缆故障测距方法上,离线与在线测距方法将会长期并存,但从长远来看,在线测距才是未来的发展方向。

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