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電力電纜的故障定位方法匯總
時間: 2015-02-28 20:58
來源: 未知
作者: 科新電力
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1.陰抗法
阻抗法通過測量故障發生后故障點到測量端之間的阻抗，然后利用線路參數建立故障定位方程，求解得到故障距離。這種方法多以線路集中參數模型為基礎，由于原理簡單，容易實現，所以一直得到人們廣泛的關注。
電橋法是阻抗法故障測距中比較廣泛使用的一種。電橋法包括電阻電橋法和電容電橋法兩種。
電阻電橋法僅適用低阻抗的測量，要求故障點的電阻不得超過100千歐，最高不得超過500千歐，一般以2千歐為宜。其基本原理為：將被測電纜末端非故障相與故障相短接，電橋兩輸出臂分別接故障相和非故障相，調節電橋臂上的調節電阻，當電橋平衡后，根據電橋平衡原理計算出故障距離。
電容電橋法可以用于電纜斷線故障的測量，其原理與電阻電橋法類似。
電橋法的優點是：方便、簡單。但缺點是不適合測量高電阻和閃絡性故障。因為故障電阻較高的情況下，電橋回路中電流很小，一般電流檢流計靈敏度很低，很難檢測出電橋是否平衡。電橋法的另一缺點是需要知道電纜的準確長度等原始材料，當一條電纜線路是由兩種以上導體材料或不同截面積的兩段以上的電纜組成時，還需進行換算。還有電橋法不能測量三相短路故障。
這種阻抗法是以線路集中參數模型為基礎進行計算的，當故障電阻比較大，就無能為力了。為此，，文獻[6]提出了一種適于測量高電阻故障的阻抗法，這種方法以分布參數為基礎，建立參數方程，并計算出故障距離。其基本原理是：對帶有高電阻故障的電纜施加正弦高壓信號，使高阻故障點閃絡，此時故障點的高電阻故障變為電弧故障。因為電弧故障成電阻性，流過故障點的電流和故障點兩端的電壓同相位，通過采集系統，將流過線路的電流和線路兩端的電壓采集到后，根據分布參數理論就可以求出沿線路各點的電壓和電流，從而實現故障定位。
2.行波法
行波法也是電力電纜故障測距中一種比較常用的方法。行波法故障定位具有速度快、精度高等優點，具體包括：A、B、C和D型行波測距法。
（1）A型行波測距
故障點發生故障后，產生的行波就會在在故障點與測量端來回傳播，可以通過行波往返故障點與測量端一次的時間和行波波速來確定故障點的距離。這種方法不受過渡電阻和對端負荷阻抗的影響，此原理簡單，所用裝置較少，且可以在理論上達到較高的精度。多年來，由于沒有深入地了解故障點產生的行波特性以及傳播特性，再加上需要高速采樣系統和精準時間計時系統等條件，所以一直沒得到廣泛應用。近年來，比較常用的A型行波測距方法主要有：脈沖電流法和脈沖電壓法。
脈沖電流法是80年代初發展起來的一種測試方法，該方法具有安全、可靠和接線簡單等優點。其原理是：通過線性電流耦合器測量電纜故障擊穿時產生的脈沖故障電流信號。它實現了儀器和高壓回路的電耦合，省去了電容與電纜之間串聯的電容和電感，簡化了接線，而且還易于分辨傳感器耦合出的脈沖電流信號。
脈沖電壓法，又稱為沖擊閃絡法。該方法原理為：首先利用直流高壓和脈沖高壓信號把電纜故障點擊穿，然后通過放電電壓脈沖在測量端與故障點之間往返一次的時間來測距。其優點是不需將高阻和閃絡性故障擊穿，直接利用故障擊穿產生的瞬時脈沖信號，測試速度比較快，測量過程簡便。其缺點是：在利用此方法測距時，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態，需要串聯一個電阻或電感產生電壓信號，這樣就增加了接線的復雜性，且降低了電容放電時加在故障電纜的電壓，使故障點難以擊穿；還有在測量過程中，分壓器耦合的電壓波形變化不明顯，難以分辨。
（1）B型行波測距
B型行波測距的基本原理是：只利用故障點行波產生的第一個行波波頭信號到達電纜兩端的信息，并借助于通信通道進行故障測距的。此方法的優點在于只利用第一個波頭，因而故障點的反射波和透射波不會限制此方法的應用。但此方法仍需要精確的故障行波到達測量端的時間。
（2）C型行波測距
C型行波測距的基本原理：電纜發生故障時，將該電纜與電網斷開，通過脈沖發射裝置向故障電纜發射高頻脈沖，然后計算脈沖信號在裝置與故障點之間的來回時間，從而計算出故障距離。目前，常用的C型行波測距方法主要有低壓脈沖反射法和二次脈沖法。
低壓脈沖反射法[ ,又叫雷達法。主要用于電纜的低阻(或短路)故障及斷路故障的測距。這種方法比較簡單直觀,通過觀察故障點反射脈沖與發射脈沖的時間差來進行測距。不同的故障性質具有不同的反射波,如果發射脈沖是正極性的,回波脈沖也是正極性的,表示是斷路故障或終端頭開路,即電壓不能饋至另一端的故障;如果回波是負極性脈沖,則是短路接地故障,表示電纜故障點絕緣電阻低于該電纜的特性阻抗,甚至為零的故障。低壓脈沖反射法的優點是簡單、直觀，不需要詳細的電纜原始資料，還可以根據反射脈沖的極性分辨故障類型。缺點是不能用于測量高電阻與閃絡故障。（電力電纜故障現場測距方法的研究與應用）
3.電弧燃燒法
4.聲測法
聲測法的基本原理是利用電力電纜故障點放電時產生的聲音信號進行定點， 聲音傳感器在電力電纜上方將聲音信號檢測出來， 聲音最大的地方為故障點所在的位置。對于電纜護層己經被燒穿的故障， 往往可以在地面上用人耳直接聽到故障點的放電聲。但是對于電纜護層未被燒穿的電纜故障或者是埋深的電纜故障，都有可能使故障點放電聲音減小，需要用高靈敏度的聲電轉換器，如拾音器或壓電晶體，將地面上微弱的地震波轉換為電信號并由相關儀器對信號進行放大處理，然后用耳機還原成聲音，或通過顯示裝置顯示聲音的強度，以此來找出放電聲音最大的位置。該方法主要用于電力電纜高阻故障的定點。（電力電纜故障現場測距方法的研究與應用）
5.音頻電流感應法
如果電纜發生了低阻故障，例如故障電阻小于10 Ω，就很難利用聲測法檢測到故障點放電的聲音或者根本沒有放電聲音，因此低阻故障不能使用聲測法進行故障定位。這時可以使用音頻電流感應法通過檢測地面上磁場的變化來確定故障點的位置。其基本原理是用1～15 kHz的音頻信號發生器向被測電纜中通入音頻信號電流，由于電磁耦合的作用，在大地中會產生感應電流，從而形成地面磁場，然后在地面上用探頭沿著電纜敷設路徑接收音頻信號， 并將接收到的音頻信號送入接收機進行放大并送入耳機。根據耳機中響聲的變化可探測故障點的位置， 在故障點的上方音頻信號最強，當探頭繼續前移時，音頻信號逐漸降低，則音頻信號最強處即為故障點。
6.跨步電壓法
跨步電壓法，就是應用“電位差”原理，對直埋電纜外護套故障及低電壓電纜故障進行精確到位。
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