基于沖閃放電特征的電力電纜故障定位方法與系統(tǒng).pdf

1、電力電纜故障定位技術(shù)廣泛用于城市電網(wǎng)地下電纜故障的查找，在保障城市電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行中具有重要的作用。目前，電力電纜故障定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而這項(xiàng)技術(shù)在故障測(cè)距和故障定點(diǎn)兩個(gè)方面仍然存在一些關(guān)鍵問題沒有解決，造成電纜故障查找費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，影響了電纜及時(shí)恢復(fù)供電。本文針對(duì)這些問題展開研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　在只考慮暫態(tài)低頻分量信號(hào)的條件下，采用均勻傳輸線電路模型的T形等效網(wǎng)絡(luò)，建立電力電纜故障沖閃測(cè)試放電回路模型，分析

2、沖閃放電過程中的電壓、電流響應(yīng)規(guī)律。分析了放電電容、初始放電電壓、電纜長度、串聯(lián)電阻等關(guān)鍵參數(shù)與放電電壓、電流響應(yīng)的關(guān)系?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文建立的電力電纜故障沖閃測(cè)試放電回路模型及電路分析是正確的，所得結(jié)論為電纜故障定位研究和設(shè)備研制提供了理論依據(jù)。
　　在電弧反射故障測(cè)距設(shè)備中，受電弧起弧時(shí)刻、燃弧時(shí)間長短等因素變化的影響，準(zhǔn)確選擇故障測(cè)距脈沖發(fā)射時(shí)刻存在困難，這嚴(yán)重影響了設(shè)備的故障測(cè)距功能的實(shí)現(xiàn)，造成設(shè)備不易操作，測(cè)試準(zhǔn)備

3、時(shí)間延長。針對(duì)這一問題，本文提出根據(jù)故障電弧放電電流的整定值確定脈沖發(fā)射時(shí)刻的方法。根據(jù)電纜故障沖閃測(cè)試放電規(guī)律，首先選取直流電弧放電階段作為脈沖發(fā)射時(shí)段，然后根據(jù)沖閃放電電流的變化規(guī)律和電弧的伏安特性，由沖閃放電電流的整定值算出脈沖的發(fā)射時(shí)刻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明這種方法可以避免手動(dòng)選取故障測(cè)距脈沖發(fā)射時(shí)刻的盲目性，有較好的實(shí)用意義。
　　針對(duì)電弧反射故障測(cè)距脈沖信號(hào)易受電弧電壓波動(dòng)干擾，影響準(zhǔn)確計(jì)算故障距離的問題，提出基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解

4、的脈沖信號(hào)提取方法。通過對(duì)受擾脈沖信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，分析了脈沖信號(hào)和干擾的時(shí)頻分布規(guī)律，然后根據(jù)受擾脈沖信號(hào)特定時(shí)段的均值特性，用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)濾波的方法提取出脈沖信號(hào)，用于故障距離計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明這種方法可以有效地消除電弧電壓干擾的影響，有利于故障位置判斷和距離計(jì)算。
　　針對(duì)電力電纜單相低阻接地故障難于定點(diǎn)的問題，提出一種基于電纜故障測(cè)試沖閃放電特征的電纜故障定點(diǎn)方法。分析了沖閃放電過程中電纜全徑電流和故障點(diǎn)泄漏電流的分布和特

5、征，根據(jù)故障泄漏電流在故障點(diǎn)附近地面上形成的電位差信號(hào)與沖閃放電電流信號(hào)特征相同，并且故障點(diǎn)前和故障點(diǎn)后電位差的極性相反的特性，利用金屬探針探測(cè)大地電位差的方法實(shí)現(xiàn)故障定點(diǎn)。這種方法利用短時(shí)脈沖信號(hào)定點(diǎn)故障，具有抗大地直流和低頻電場干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，適合直埋電力電纜單相低阻接地故障定點(diǎn)。
　　研制了電力電纜故障定位系統(tǒng)，系統(tǒng)包括高壓信號(hào)發(fā)生器、電力電纜故障測(cè)距儀和電力電纜故障定點(diǎn)儀三部分。高壓信號(hào)發(fā)生器具有-8kV/64μF、-1