論超高壓電力線路故障檢測(cè)方法與實(shí)際應(yīng)用情況--畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　由于電力電纜供電系統(tǒng)有著諸多的優(yōu)勢(shì)，比如安全性高、美觀性好、可靠性高等，在當(dāng)今社會(huì)不斷的進(jìn)步趨勢(shì)下，嚴(yán)重縮小了電力電纜的地基范圍，但是該系統(tǒng)能夠增強(qiáng)功率因數(shù)，從而確立起電力電纜在供電體系中的核心位置。由于電纜的敷設(shè)方法大概有電纜溝以及穿管等，工作的環(huán)境比較繁瑣。隨著越來(lái)越多的城市電纜的建立，出于建立的時(shí)間都比較久遠(yuǎn)，導(dǎo)致電纜的可

2、靠性下降以至于造成故障的發(fā)生。但是當(dāng)?shù)叵碌碾娎|出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的找到故障的位置是極其不容易的，這就會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的停電損失問(wèn)題。</p><p>　　在充分分析了電力電纜檢測(cè)故障的技術(shù)之后能夠加快查找故障的速度，而且從另一方面能夠有利于電力電纜系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性的提高。因?yàn)橐话闱闆r下會(huì)將電力電纜埋藏在地下或者隱藏的比較好，從而增加了檢測(cè)故障點(diǎn)的難度，所以是否能夠正確的選擇檢查故

3、障的設(shè)備以及采用的測(cè)量手段起到至關(guān)重要的作用。此外，包括電纜工作人員在內(nèi)的大多數(shù)人都希望減少停電的時(shí)間，而且從該研究領(lǐng)域來(lái)講，在電力電纜的發(fā)展方面將起到至關(guān)重要的作用。</p><p>　　該課題主要將現(xiàn)存的幾種常用的電力電纜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行綜合比較，通過(guò)對(duì)各種不同類型的故障檢測(cè)，從而得出最為合理的檢測(cè)方式和手段。同時(shí)詳細(xì)研究了平常用來(lái)包庇電線的屏蔽層故障的分析與檢測(cè)手段，找到其中的原因以及性質(zhì)問(wèn)題，從而得出能夠精確

4、定位故障點(diǎn)的技術(shù)手段，迅速的完成維修工作，使供電系統(tǒng)繼續(xù)正常工作，從而有利于電網(wǎng)的正常持續(xù)工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞:電力電纜 測(cè)尋步驟 測(cè)尋技術(shù)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Power cable power supply is safe, reliable, many advanta

5、ges to beautify the city,</p><p>　　along with the rapid development of social production, the power supply cable covers an area of less, the cable capacitance can improve the power factor, the power cable po

6、wer transmission way occupy the dominant position of power supply. Because the cable generally wear pipe buried underground or into the cable trench laying, complex environment, at the same time with the increase in num

7、ber of cables and extend the operation time, cable more and more failures. Once the underground power cable </p><p>　　Power cable fault detection to improve the processing speed of the cable fault finding te

8、chnology, plays a decisive role in the power system reliability and stability. Due to the limitations of power cable line invisibility and test conditions make the cable fault finding has certain difficulty, so how to re

9、asonably select the fault test equipment and test method of quickly and accurately find the cable fault shorten outage time is the cable operators are very concerned about the issue, but also</p><p>　　signif

10、icance of this research.</p><p>　　In this paper, according to the study compared the power cable fault at various practical detecting technology, fast and reasonable measure method and means are given accord

11、ing to different types of the fault and properties. And according to the actual operation of the 110kV power cable main insulation and the outer sheath of the cable fault fault, analysis of the nature and causes of the f

12、ault point method, discusses in detail the pre positioning and precise location, so as soon as possible to </p><p>　　Keywords: Power cable, testing and searching steps, detecting technology</p><p&

13、gt;<b>　　摘要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>

14、<p>　　1.1電力電纜在電力系統(tǒng)中的地位及應(yīng)用情況</p><p>　　1.2電力電纜的故障分析與故障定位研究的意義</p><p>　　1.3電力電纜故障檢測(cè)研究現(xiàn)狀</p><p>　　1. 4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.4.1現(xiàn)有的電纜離線測(cè)距方法</p><p>　　1.4.2在線

15、測(cè)距方法的研究現(xiàn)狀</p><p><b>　　1.5研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　2 電力電纜故障測(cè)尋的基本原理和方法</p><p>　　2. 1故障測(cè)尋步驟</p><p>　　2. 2 110kV電纜故障現(xiàn)場(chǎng)預(yù)定位方法</p><p>　　2. 2. 1二次脈沖法</p>

16、;<p>　　2. 2. 2脈沖電流法</p><p>　　2. 2. 3弧發(fā)射法</p><p>　　2. 3 110kV電纜故障現(xiàn)場(chǎng)精確定位方法</p><p>　　2. 3. 1聲磁同步法</p><p>　　2. 3. 2音頻感應(yīng)法</p><p>　　2. 3. 3裸露電纜故障的特殊定點(diǎn)方法&l

17、t;/p><p>　　3 110kV電纜故障測(cè)尋的影響因素分析</p><p>　　3. 1高壓電纜常見(jiàn)故障部位分析</p><p><b>　　3.1.1絕緣問(wèn)題</b></p><p><b>　　3.1.2附件問(wèn)題</b></p><p>　　3.1.3電纜外護(hù)層問(wèn)題<

18、;/p><p>　　3.1.4電力電纜外護(hù)套故障測(cè)尋技術(shù)</p><p>　　3. 2高壓電纜的電氣等效結(jié)構(gòu)</p><p>　　3. 3高壓電纜線路典型敷設(shè)方式和護(hù)套接線方式</p><p>　　3. 3. 1高壓電纜線路典型敷設(shè)方式</p><p>　　3. 3. 2高壓電纜線路護(hù)套接線方式</p>&l

19、t;p>　　3. 4電纜外層護(hù)套的功能以及對(duì)故障檢測(cè)時(shí)的影響</p><p><b>　　4結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　1 緒論</b><

20、;/p><p>　　1.1 電力電纜在電力系統(tǒng)中的地位及應(yīng)用情況</p><p>　　從電荷剛開(kāi)始被發(fā)現(xiàn)一直到目前的電力系統(tǒng)被廣泛的使用為止，在全世界范圍內(nèi)，電力電纜正在逐漸在電力領(lǐng)域得到應(yīng)用與發(fā)展。剛開(kāi)始時(shí)，由于技術(shù)條件的有限從而會(huì)限制電力的傳送方法，以至于電能不能很好的推廣。在一百年前左右已經(jīng)出現(xiàn)了電纜，這才能夠使得電力快速發(fā)展。由于電纜可以埋藏到地下而且不對(duì)交通出行等產(chǎn)生阻礙，所以它本身

21、的優(yōu)勢(shì)很大，此外不受氣候變化的而影響、成本低，所以能夠廣泛的應(yīng)用到當(dāng)今的電力系統(tǒng)中。</p><p>　　通過(guò)科學(xué)家在電力電纜方面的幾十年的深入研究之后，逐漸提高了電纜的電壓供電級(jí)別，從剛開(kāi)始的低壓上升到目前的超高壓階段，就從我國(guó)目前正在研發(fā)的電纜來(lái)看，能夠?qū)崿F(xiàn)三十五千伏、六十三千伏、一百一十千伏以及五百千伏的級(jí)別。由于電纜本身具有眾多的優(yōu)勢(shì)，從而能夠得到廣泛的推廣，因此目前對(duì)于電纜的需求逐漸上升，從2000年開(kāi)

22、始，存在于我國(guó)國(guó)內(nèi)的電纜線大概有兩百條，每年的電纜長(zhǎng)度有，需求量越來(lái)越多。</p><p>　　1.2 電力電纜的故障分析與故障定位研究的意義</p><p>　　由于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，使得電力電纜廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，在用途上增加了能源傳輸?shù)淖饔?，但是電纜作為電網(wǎng)連接設(shè)備的核心器件。我國(guó)越來(lái)越重視電纜的建立問(wèn)題，由于國(guó)家對(duì)于電力到的需求不斷擴(kuò)大，從而增大了電力電纜的適用范圍。不過(guò)，因

23、為制作電纜的生產(chǎn)工藝、電纜的質(zhì)量、老化程度、安裝運(yùn)行環(huán)境和外力等因素，會(huì)時(shí)常出現(xiàn)電纜問(wèn)題。一旦出現(xiàn)電纜問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致一大篇地區(qū)停電甚至發(fā)生生產(chǎn)故障，造成嚴(yán)重過(guò)的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成不良的社會(huì)影響。但是當(dāng)電纜出現(xiàn)故障時(shí)，由于電纜的設(shè)立環(huán)境比較隱蔽，大多都是埋藏在地下，定位故障位置較困難，能夠準(zhǔn)確定位故障的位置至關(guān)重要，這樣不僅能夠減少維修的時(shí)間，而且能夠快速有效的解決電纜問(wèn)題，從而在一定程度上降低由于停電而造成的經(jīng)濟(jì)損失。所以目前科研人員主要

24、從電纜事故的檢測(cè)手段著手分析，怎樣能夠迅速的定位出現(xiàn)故障的位置，減少搜尋時(shí)間，降低經(jīng)濟(jì)損失，這是目前科學(xué)家的主要目標(biāo)。</p><p>　　1.3電力電纜故障檢測(cè)研究現(xiàn)狀</p><p>　　如今，在生活中的各個(gè)領(lǐng)域都出現(xiàn)有電力電纜方面，檢查電力電纜故障手段也在逐年提高。因?yàn)殡娎|發(fā)生故障的原因各種各樣，我國(guó)的科學(xué)家將該故障進(jìn)行分類處理分析，從而研制出能夠檢測(cè)多種故障的設(shè)備，不過(guò)對(duì)于電纜的所

25、有故障問(wèn)題仍然不能通過(guò)一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)完成]。</p><p>　　目前用于檢測(cè)故障的方法非常豐富，大概能夠?qū)⑵鋭澐殖勺杩狗ㄒ约靶胁ǚ▋煞N。前者的出現(xiàn)是在歐姆定律中研制出來(lái)的，用于的方向主要是檢查線路的阻抗從而達(dá)到測(cè)距的目的。而后者的原理是建立在波的傳播理論上。由于支持兩種方式離線法和在線法，所以可以先判斷系統(tǒng)是否需要離線然后進(jìn)行檢測(cè)。前者測(cè)量方式是當(dāng)今比較流行的，而在線檢測(cè)主要還是處在理論方面的研究上，這幾年剛開(kāi)始

26、應(yīng)用到實(shí)際領(lǐng)域。當(dāng)今發(fā)展迅速的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠跟有線檢測(cè)結(jié)合起來(lái)使用從而完成自動(dòng)檢測(cè)；而且應(yīng)用上光電傳感器從而能夠通過(guò)光纖完成檢測(cè)；新興起的GPS定位系統(tǒng)也能夠很好的應(yīng)用到故障檢測(cè)上。</p><p>　　在實(shí)際故障檢測(cè)時(shí)，當(dāng)電力電纜出現(xiàn)故障問(wèn)題之后處理的常用方法就是進(jìn)行斷電操作，使得電纜整體停電，因此該方法用的是離線的方式。目前專門(mén)檢測(cè)電纜故障問(wèn)題采用的方法大多為電橋法以及行波法。</p>&l

27、t;p>　　舊有的故障查詢方式為電橋法，因?yàn)殡姌蚍ū旧沓杀镜?、操作容易、原理不?fù)雜。不過(guò)這用檢測(cè)方法需要全面了解電纜全段，在短接電阻方面具有很高的要求，因此目前只能把電橋法應(yīng)用到那些技術(shù)相對(duì)不發(fā)達(dá)的公司。</p><p>　　從附加的電壓級(jí)別來(lái)看，行波法主要有電壓和高壓兩部分，該檢測(cè)方法的原理常用的是低壓脈沖法實(shí)現(xiàn)。該測(cè)量方法開(kāi)始興起的時(shí)間是第二次世界大戰(zhàn)之后，因?yàn)楫?dāng)時(shí)雷達(dá)比較發(fā)達(dá)，從而使人們聯(lián)想到了低壓脈

28、沖法檢測(cè)，測(cè)量故障位置的原理是通過(guò)反射脈沖以及發(fā)射脈沖之間的時(shí)間差來(lái)判斷。通過(guò)這種檢測(cè)手段能夠精確定位到故障出現(xiàn)的具體位置以及詳細(xì)故障問(wèn)題，比如斷線還是短路等，不過(guò)對(duì)于高阻故障的檢測(cè)尚有難度。目前該檢測(cè)手段已經(jīng)相對(duì)超前了]。</p><p>　　在檢測(cè)高阻故障時(shí)可以使用聲測(cè)法原理來(lái)測(cè)量，該檢測(cè)手段的原理為把脈沖電壓加到故障電纜上，從而是出現(xiàn)故障的位置能夠穿過(guò)絕緣層放電，該能量能夠瞬時(shí)爆發(fā)，從而產(chǎn)生巨大的爆炸聲。因

29、此我們可以用儀器來(lái)判斷爆炸的具體地點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題。此外也能夠通過(guò)聲磁法來(lái)完成測(cè)量，該測(cè)量方法的測(cè)量原理是通過(guò)音頻發(fā)射工具將信號(hào)傳送到故障點(diǎn)，將該信號(hào)傳送給放大器，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大之后發(fā)送到相關(guān)儀器以及耳機(jī)中，從而把儀器中指示出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷出現(xiàn)故障的地方。另外也可以通過(guò)音頻感應(yīng)法以及聲磁傳播時(shí)間差法。</p><p>　　當(dāng)今電磁波不斷進(jìn)步，從而在檢測(cè)電力電纜方面又出現(xiàn)了行波檢測(cè)技術(shù)，在全球來(lái)說(shuō)，尤其是在小波理論

30、的探索上，越來(lái)越成為當(dāng)今研究的主要方向。小波理論采用的方法是小波奇異點(diǎn)的方法來(lái)金策出故障出現(xiàn)的時(shí)間跟兩次發(fā)送行波之間的時(shí)間差，做出計(jì)算得到故障的具體方位，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)故障的目的。目前由于剛開(kāi)始將小波理論應(yīng)用到電力檢測(cè)系統(tǒng)中，科學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)步，尤其在處理數(shù)字信號(hào)方面，能夠看出在故障檢測(cè)領(lǐng)域小波仍有很好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[10-11]。</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.

31、4.1 現(xiàn)有的電纜離線測(cè)距方法</p><p>　　在進(jìn)行檢測(cè)故障時(shí)包括的步驟有:先判斷故障的性質(zhì)、粗估計(jì)故障位置、完成精確定位等。從以上3個(gè)步驟來(lái)看，相對(duì)來(lái)說(shuō)第一步比較簡(jiǎn)單，而且在該領(lǐng)域的研究也相對(duì)成熟，而對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)最大的難題是第二步，本文主要從第二步入手展開(kāi)分析。</p><p>　　在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)能夠用上的預(yù)定位方法多種多樣，大致能夠分成阻抗法跟行波法。</p>

32、<p><b>　　(1)阻抗法</b></p><p>　　阻抗法的原理為從電路單端以及多端電壓、電流與阻抗之間的聯(lián)系入手，推導(dǎo)出他們之間的方程式，得出方程的解，從而達(dá)到精確定位。</p><p><b>　　單相線路內(nèi)部故障</b></p><p>　　把M當(dāng)成測(cè)量端口，那么能夠把阻抗列成</p>

33、;<p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　根據(jù)上圖能夠列出電壓關(guān)系式</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　因?yàn)槟軌虻玫組端電流的故障分量跟故障點(diǎn)之間的以下式子</p><p><b>　　(3-2)</b><

34、;/p><p>　　把上式代到上上式得到</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　把上式等式左右乘上的共軛復(fù)數(shù)能夠得到</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　把上式等式左右的虛部取出，得到</p><p

35、><b>　　(3-5)</b></p><p>　　一般把電橋法應(yīng)用到阻抗檢測(cè)中，分析其具體原理:</p><p>　　經(jīng)典電橋的工作原理為把出現(xiàn)故障的電纜跟沒(méi)出現(xiàn)故障的一端直接連接，把他們分別接到電橋的兩端，電橋兩端都有一個(gè)可以調(diào)節(jié)的電阻器，調(diào)節(jié)該電阻器從而達(dá)到電橋平衡。根據(jù)相關(guān)的資料以及所用的電纜長(zhǎng)度就能夠知道故障的位置。進(jìn)行電纜粗估計(jì)時(shí)，對(duì)于低阻擊穿用到

36、的方法為低壓電橋法，對(duì)于開(kāi)路性質(zhì)的故障采用的是電容的方法。</p><p>　　由于電橋測(cè)量本身具有操作簡(jiǎn)單，測(cè)試準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)也存在一定的缺點(diǎn)比如測(cè)量時(shí)需要采用完整的線芯當(dāng)成電路回路，只能用較低范圍的電壓供電。此外，該測(cè)量方法的適用范圍狹窄，對(duì)于那些電阻較大、電橋電流較小的電路故障無(wú)法完成測(cè)量。而且，在進(jìn)行電橋法測(cè)量時(shí)需要提前制度電纜的具體長(zhǎng)度，若該測(cè)量電纜的材料不相同或者橫截面積不同的話，需要通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算

37、。如果電纜的故障是三相短路，那么就不能通過(guò)該方法進(jìn)行測(cè)量。</p><p><b>　　行波法</b></p><p>　　行波法的工作原理為對(duì)故障點(diǎn)跟測(cè)量點(diǎn)之間的行波傳送的來(lái)回時(shí)間來(lái)判斷故障發(fā)生的具體位置，在這種測(cè)量方法上出現(xiàn)的測(cè)距方法大概有低壓脈沖、脈沖電壓、二次脈沖以及脈沖電流等，下面分析具體的檢測(cè)與原理:</p><p>　　1）脈沖電

38、壓法是從1970年左右興起的處理高阻泄露以及閃絡(luò)性問(wèn)題的檢測(cè)手段。這種方法的工作原理是通過(guò)一定程度的直流或者脈沖高壓把出現(xiàn)故障的電纜擊穿，并測(cè)量放電電壓脈沖到達(dá)測(cè)量端的時(shí)間跟到達(dá)故障點(diǎn)之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算故障的位置。</p><p>　　因?yàn)椴捎眠@種方法可以不需要擊穿故障電路，僅僅需要把相應(yīng)的故障點(diǎn)擊穿得到瞬時(shí)的爆炸信號(hào)，因此剛測(cè)量方法用時(shí)較短且測(cè)量原理不復(fù)雜，不過(guò)仍存在些許不足:</p><p

39、>　　(a)設(shè)備進(jìn)行電壓脈沖信號(hào)測(cè)量的方法是電容電阻的分壓器來(lái)完成，跟高壓電路容易產(chǎn)生電禍合，而且把電路加上高壓信號(hào)，對(duì)于儀器來(lái)講破壞的幾率較大，不具有可靠性;</p><p>　　(b)采用脈沖電壓法完成粗估計(jì)位置時(shí)，要求串接電阻或者電感來(lái)形成電壓信號(hào)，從而不只是增加了接線以及波形的復(fù)雜程度，從另一方面上增加了電容放電的相關(guān)電壓，從而增大了故障點(diǎn)的擊穿難度;</p><p>　?。?/p>

40、c)在進(jìn)行分壓器禍合時(shí)所產(chǎn)生的故障變化不明顯，所以不容易得到結(jié)果。</p><p><b>　　2)脈沖電流法</b></p><p>　　脈沖電流法的定義為如果故障電纜被擊穿，經(jīng)過(guò)線性的電流禍合器從而能夠得出相應(yīng)的電流信號(hào)，而且通過(guò)測(cè)試該信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)量位置以及故障發(fā)生位置的時(shí)間差來(lái)計(jì)算故障的位置。從而使得高壓回路跟儀器之間形成了磁禍合，避免了因?yàn)榇?lián)電阻以及電感方面的

41、作用，此外在接線方面較容易，從而能夠很好的判斷出脈沖電流的波形。</p><p><b>　　3)低壓脈沖反射法</b></p><p>　　低壓脈沖反射法的工作原理為：第一步將脈沖電壓信號(hào)加到故障電纜的測(cè)試位置，在記錄入射電壓跟反射電壓之間的時(shí)間差，從而得出故障點(diǎn)的具體位置。該方法具有的優(yōu)勢(shì)為方法簡(jiǎn)單、容易上手，如果電纜沒(méi)有記錄 下本來(lái)的參數(shù)，通過(guò)一定的脈沖波形也能

42、夠判斷出相應(yīng)的位置。</p><p>　　對(duì)于電纜電路中存在的低阻以及開(kāi)路故障問(wèn)題通常采用的是低壓脈沖法檢測(cè)，它能夠工作在測(cè)量電纜的總長(zhǎng)度上，測(cè)量效果比較明顯，但是對(duì)于高阻或者閃絡(luò)性故障時(shí)不能用該方法。針對(duì)該故障問(wèn)題需要把故障點(diǎn)少穿，從而使得電阻降低，再用該方法完成測(cè)量。此過(guò)程的第一步比較麻煩，而且對(duì)于操作人員的要求較高。</p><p><b>　　4)二次脈沖法</b&

43、gt;</p><p>　　詳細(xì)分析二次脈沖發(fā)得知其工作原理：第一步將低壓脈沖發(fā)射到故障電纜中，該低壓范圍為二十伏到一百六十伏之間，如果故障點(diǎn)的電阻比電纜波阻抗的五倍還多時(shí)，就能夠把該故障點(diǎn)當(dāng)成低壓脈沖的短路點(diǎn)，這樣就能夠從接收到收到一個(gè)正常的波形信號(hào)。第二步將高壓脈沖加到故障電纜中，該高壓脈沖達(dá)到的效果是能夠使故障點(diǎn)產(chǎn)生閃絡(luò)，緊接著將低壓脈沖再加入，當(dāng)故障點(diǎn)中的電弧沒(méi)有熄滅的情況下，對(duì)于故障點(diǎn)來(lái)說(shuō)，能夠?qū)⑵淇闯?/p>

44、低壓脈沖的正常電路，從而在接收端收到的波形是正常電路的波形，把第一次跟第二次收到的電壓信號(hào)波形疊加之后，從而看到顯著的發(fā)散點(diǎn)，該點(diǎn)即為故障點(diǎn)。</p><p>　　二次脈沖發(fā)具有測(cè)量準(zhǔn)確、低壓脈沖寬度可調(diào)節(jié)、以及對(duì)于電磁干擾有很好的屏蔽效果等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)仍存在著缺點(diǎn)，比如需要使用的儀器種類繁多，而且對(duì)于電阻的降低來(lái)說(shuō)比較麻煩，如果該故障處進(jìn)入水分，那么就會(huì)增加擊穿的時(shí)間，從而使得檢測(cè)速度變慢。因?yàn)椴荒苊鞔_故障點(diǎn)保持

45、一定電阻的時(shí)間長(zhǎng)短，所以進(jìn)行二次脈沖測(cè)量時(shí)操作難度較大而且不易成功。</p><p>　　在當(dāng)今的實(shí)際操作過(guò)程中，都廣泛采用了以上列出的幾種測(cè)量故障位置的方法。比如英格蘭的企業(yè)做出的電纜故障定位儀、德國(guó)的企業(yè)的儀器、奧地利企業(yè)的回波儀器、發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的部分故障定位設(shè)備以及生產(chǎn)的電纜故障檢測(cè)車等采用的大多為脈沖法，僅僅不同是在表面操作上。</p><p>　　在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，進(jìn)行離線檢測(cè)故障的

46、方法完成中低壓電纜的故障問(wèn)題時(shí)，采用的測(cè)試方法大多為以上所列出的幾種，都能夠取得很好的效果，不過(guò)由于電纜的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，出現(xiàn)了這幾個(gè)方面的問(wèn)題:</p><p>　?。?）電纜只要出現(xiàn)故障問(wèn)題是由于高阻問(wèn)題的占到了百分之六十左右，但是對(duì)于電橋法以及低壓脈沖法等僅僅針對(duì)于低阻故障，而對(duì)于高壓閃絡(luò)法也只能通過(guò)擊穿故障點(diǎn)，不能處理高阻故障。</p><p>　?。?）在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，用到的高壓測(cè)試

47、信號(hào)不利于人身安全，因此會(huì)傷害到測(cè)量人員以及工作人員，對(duì)于電纜也沒(méi)有好處。</p><p>　　(3)對(duì)于那些遠(yuǎn)距離傳輸線路來(lái)說(shuō)所采用的電纜大多是三相金屬護(hù)套相互連接的方法，從而電橋法不能用于該線路測(cè)量，高壓閃絡(luò)法以及二次脈沖法、低壓脈沖法在傳輸過(guò)程中會(huì)由于行波的不斷折射反射不能完成檢測(cè)。即使能夠通過(guò)解開(kāi)交叉點(diǎn)然后進(jìn)行測(cè)量，不過(guò)操作起來(lái)太麻煩，安全性能也不高。</p><p>　　(4)

48、高壓閃絡(luò)法以及二次脈沖法、低壓脈沖法在測(cè)量上都是通過(guò)單端行波的方法，所以在近區(qū)盲區(qū)都有些許不足。</p><p>　　(5)傳統(tǒng)檢測(cè)電纜故障的手段需要工作人員具備一定的工作經(jīng)驗(yàn)，所以對(duì)于人員的要求比較高。</p><p>　　由于這些問(wèn)題的存在，如今越來(lái)越多的科學(xué)家逐漸將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到在線測(cè)量手段上。</p><p>　　1.4.2在線測(cè)距方法的研究現(xiàn)狀</

49、p><p>　　從在線測(cè)距的原理出發(fā)來(lái)分析，它主要是收集電纜的電壓信號(hào)電流信號(hào)以及溫度信號(hào)等，經(jīng)過(guò)某些運(yùn)算干洗得到浪涌信號(hào)、故障方程以及溫度信號(hào)從而得到有關(guān)于故障的位置信息。目前已經(jīng)具備的在線測(cè)距技術(shù)主要有:</p><p>　　(1）基于光電傳感技術(shù)的雙端在線測(cè)距法</p><p>　　雙端在線測(cè)距的原理是根據(jù)B型行波預(yù)定位理論來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要是能夠精確的檢測(cè)出故障點(diǎn)在

50、行波來(lái)回往返之間的時(shí)間差并根據(jù)已知數(shù)據(jù)推測(cè)行波波速。這里面，時(shí)間差測(cè)得的準(zhǔn)確性主要由波頭時(shí)刻的準(zhǔn)確位置以及時(shí)間記錄準(zhǔn)確性決定。</p><p>　　我國(guó)東邊小國(guó)家的一個(gè)科學(xué)家通過(guò)一些分析從而研發(fā)出用光電傳感技術(shù)進(jìn)行雙端在線測(cè)距的故障檢測(cè)系統(tǒng)。這種測(cè)距方法首先讓傳感器將光信號(hào)發(fā)射到電纜的兩個(gè)端口，然后把信號(hào)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路處理之后得到的信號(hào)發(fā)送到中央處理器中，然后按照B型行波的相關(guān)等式，將測(cè)距結(jié)果顯示到液晶屏幕中。

51、我們?nèi)〉脺y(cè)量距離是一千米，并取單項(xiàng)電路，得到的測(cè)距精度能夠達(dá)到十米。為了能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間的統(tǒng)一性，從而在一臺(tái)主機(jī)上進(jìn)行收集處理。不過(guò)針對(duì)那些長(zhǎng)度長(zhǎng)的光纜，存在成本高的劣勢(shì)。</p><p>　　(2)基于分布式光纖溫度傳感器的單端在線測(cè)距法</p><p>　　參考文獻(xiàn)的第七本跟第八本在電纜電路中應(yīng)用上了光線分布式溫度傳感器，從而能夠根據(jù)熱電偶對(duì)溫度的敏感程度來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，將測(cè)得值顯示在線路的首

52、端，從而確定故障的位置。就算由于故障而使得光纜斷路，通過(guò)這種方法也能很好的找到故障點(diǎn)。而且光線溫度傳感器能夠抵抗電磁方面的干擾，該傳感器的工作原理為，通過(guò)激光脈沖把光纖帶進(jìn)去從而形成拉曼散射光，而光強(qiáng)的不同對(duì)應(yīng)于不同的溫度。</p><p>　　通過(guò)相關(guān)的實(shí)際操作得知，光纖傳感器的測(cè)距精度較高而且可靠性好，不過(guò)由于精度比較高從而成本高，而且光纖不耐用。</p><p>　　(3)應(yīng)用GPS

53、技術(shù)的在線定位技術(shù)</p><p>　　之所以采用GPS技術(shù)是想精確的自動(dòng)確定電力電纜出故障的位置和達(dá)到瞬時(shí)收集到電纜信息，通過(guò)研究第九個(gè)文獻(xiàn)得知，GPS被廣泛的安裝到電纜故障檢測(cè)系統(tǒng)里面，從而可以準(zhǔn)確的兩者之間的時(shí)間差值。中國(guó)東邊的國(guó)家研發(fā)出一個(gè)采用技術(shù)的電纜故障測(cè)距體系.工作的基本原理是雙端行波，該系統(tǒng)中應(yīng)用了的光線電流傳感器以及達(dá)到四十兆赫茲的采樣率，所以能夠?qū)⒕染_到十米之內(nèi)。體系通過(guò)GPS定位系統(tǒng)經(jīng)過(guò)

54、天空中的衛(wèi)星不斷的像地球傳送一定頻率的脈沖信號(hào)。此外，把計(jì)數(shù)器安放到測(cè)距終端，從而能夠經(jīng)過(guò)高精度的晶振以及脈沖信號(hào)完成每個(gè)終端的時(shí)間的同步性。由于電纜本身存在阻抗效應(yīng)，從而當(dāng)信號(hào)傳輸過(guò)程中，會(huì)造成浪涌電流的變形。不過(guò)因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以自動(dòng)的彌補(bǔ)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精度。</p><p>　　(4)應(yīng)用小波分析的電力電纜故障測(cè)距</p><p>　　平時(shí)使用的浪涌測(cè)量方法的原理是大于固定閥值的基

55、礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于第一個(gè)行波是否到達(dá)的判斷。因?yàn)榭赡軙?huì)受到外界電磁以及色散后者衰減等干擾作用，當(dāng)行波浪涌在傳輸時(shí)，有時(shí)會(huì)有浪涌波頭變平或者延遲到來(lái)的現(xiàn)象，如果讓兩端檢測(cè)浪涌波頭的門(mén)檻值相等，那么將會(huì)大大減少此誤差的出現(xiàn)。</p><p>　　因?yàn)橐陨线@些問(wèn)題的存在從而使得小波分析得到迅速的發(fā)展，而且對(duì)于信號(hào)的表征能力很明顯，通過(guò)分析尺度有差異的小波變換時(shí)，小波變換能夠完成干擾分析、抑制或者把相關(guān)參數(shù)提取出來(lái)，達(dá)到電纜故

56、障的粗略估計(jì)。小波分析能夠精確的判斷行波到來(lái)的時(shí)間，從而廣泛的應(yīng)用到故障檢測(cè)系統(tǒng)中。</p><p>　　針對(duì)電纜電路故障的在線測(cè)距問(wèn)題，英格蘭科學(xué)家提出了同步技術(shù)、行波測(cè)距以及小波測(cè)距分析等。在所提出的測(cè)距原理中使用的是D型雙端行波測(cè)距的原理而且將交叉連接的形式考慮在內(nèi)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得知，這種方法能夠達(dá)到的精度為測(cè)量總距離的百分之二，不過(guò)要想將其廣泛的應(yīng)用還需要更深入的研究。</p><p&

57、gt;　　英格蘭科學(xué)家這幾個(gè)人對(duì)遠(yuǎn)距離的高壓電纜的行波測(cè)距方法做出了分析。這種工作原理是通過(guò)單端采集信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)，從而通過(guò)靜態(tài)小波分析對(duì)檢測(cè)信號(hào)分解，通過(guò)尺度差異的不同的相關(guān)度特點(diǎn)來(lái)屏蔽反射信號(hào)里面的噪聲。通過(guò)具體的仿真實(shí)驗(yàn)得知，該試驗(yàn)方法能夠很好的屏蔽掉噪聲，不過(guò)因?yàn)闆](méi)有將交叉連接以及行波的反射性考慮進(jìn)去，所以需要對(duì)該方法作些許調(diào)整。</p><p>　　美利堅(jiān)的科學(xué)家為了避免由于高壓閃絡(luò)法而將二次傷

58、害帶給電路中，從而研發(fā)了一套在線故障檢測(cè)系統(tǒng)。這種工作原理當(dāng)電路出于開(kāi)路狀態(tài)或者在電路的末端加上一個(gè)開(kāi)路點(diǎn)，根據(jù)電壓或者電流流經(jīng)這個(gè)開(kāi)路點(diǎn)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)全反射的情況，并根據(jù)開(kāi)路點(diǎn)周圍的傳感器變化收集脈沖信號(hào)，這樣就能夠達(dá)到精度為總距離的百分之二。所以在電路中要加上開(kāi)路點(diǎn)，所以能夠把它應(yīng)用到配電網(wǎng)電流中的故障診斷上，不過(guò)不能應(yīng)用到普通電網(wǎng)。</p><p>　　同時(shí)，非洲的一些科學(xué)家比如仔細(xì)分析電纜存在的老化現(xiàn)象還有

59、該現(xiàn)象帶來(lái)的電路性質(zhì)的變化，從而得出利用第一個(gè)行波以及此外的其他行波之間的時(shí)間差完成故障檢測(cè)，從而消除由于波速值不同而插身的影響。這種測(cè)距方法能夠很好的避免由于波速不同產(chǎn)生的誤差，不過(guò)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知并不容易檢測(cè)到其他行波，由于電纜中存在的色散問(wèn)題從而延遲了其他行波到來(lái)的時(shí)間，所以，仍然存在定位誤差大以及可靠性低等從而需要改進(jìn)。</p><p><b>　　(5)其他測(cè)距方法</b></p

60、><p>　　通過(guò)上面幾種測(cè)距方法的分析，我們?cè)谡J(rèn)真閱讀第十八個(gè)參考文獻(xiàn)之后，又發(fā)現(xiàn)了另一種故障測(cè)距方法：在電纜以及架空線混合電路中的測(cè)量。這種方法的工作原理是運(yùn)用電路雙端同步采集的電流電壓等信號(hào)，在這基礎(chǔ)上形成電路的分布參數(shù)模型實(shí)現(xiàn)故障的測(cè)距，能夠應(yīng)用到電路參數(shù)分布均衡的電路中，不過(guò)對(duì)于金屬護(hù)套的交叉連接的電路不能夠適用。在第九本文獻(xiàn)中從故障點(diǎn)的電弧呈現(xiàn)電阻性出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了在線測(cè)量故障的方法。而且，熊小幅等人在線路單

61、端數(shù)據(jù)處理上用到了電纜線路分布參數(shù)模型處理的方法，從而推算出故障方程，進(jìn)而用迭代法得到故障的具體位置。</p><p>　　從當(dāng)今的國(guó)際形勢(shì)來(lái)看，人們已經(jīng)相當(dāng)重視在電路電纜在線故障檢測(cè)方面的研究并取得一致看法，而且也有了些許成就，不過(guò)由于剛著手，所以大多數(shù)研究仍出于理論階段，不能夠用于實(shí)際的高壓電纜在線故障測(cè)距中。</p><p><b>　　1.5 研究?jī)?nèi)容</b>

62、</p><p>　　根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)中表明的內(nèi)容以及每個(gè)供電局在電纜故障中的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，目前在有關(guān)高壓電纜的在線故障檢測(cè)方面的研究仍處于初級(jí)層次，而且表現(xiàn)情況不理想，在現(xiàn)今的供電局中基本都是采用離線的方法實(shí)現(xiàn)電纜故障測(cè)距。該論文的關(guān)鍵任務(wù)是從國(guó)內(nèi)國(guó)外的中的電纜故障檢檢測(cè)裝置入手，通過(guò)分析每個(gè)電纜的工作原理，將他們進(jìn)行綜合對(duì)比之后，從而得出最適合的故障測(cè)距方法并運(yùn)用最有效的測(cè)距設(shè)備，從而完成一百一十千伏電纜的檢測(cè)。

63、主要從以下幾方面著手:</p><p>　　(1)收集文獻(xiàn)，仔細(xì)全面的閱讀國(guó)內(nèi)為在有關(guān)電力電纜故障檢測(cè)方面的相關(guān)書(shū)籍，并總結(jié)出他們的測(cè)量原理;</p><p>　　(2通過(guò)分析汕頭局一百一十千伏的故障測(cè)距的例子，從而分析每種故障檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合;</p><p>　　(3) 通過(guò)分析汕頭局一百一十千伏的電纜外護(hù)套從而總結(jié)出在測(cè)距方面的具體技術(shù)以及在實(shí)際供電局中的應(yīng)用;

64、</p><p>　　(4)通過(guò)分析一百一十千伏電纜故障測(cè)距的作用因素從而得出結(jié)論。</p><p>　　2 電力電纜故障測(cè)尋的基本原理和方法</p><p>　　這些年以來(lái)，國(guó)際上都越來(lái)越關(guān)注在電力電纜故障測(cè)距方面的研究。最開(kāi)始的測(cè)距手段是，把高阻的故障電路通過(guò)擊穿之后變成低阻，從而通過(guò)低壓脈沖或者電橋檢測(cè)的方法來(lái)完成。由于該方法在燒穿時(shí)需要操作人員有足夠的經(jīng)驗(yàn)而

65、且對(duì)于儀器的要求較高。</p><p>　　至今為止研發(fā)出一套非?？尚械拿}沖電壓電流測(cè)距法、智能高壓電橋法以及二次脈沖法測(cè)距。當(dāng)搜尋電纜的故障點(diǎn)時(shí)，不需要提前擊穿故障點(diǎn)，直接把直流高壓或者沖擊電壓加到故障電纜中，從而使其進(jìn)行電離閃絡(luò)放電，繼而經(jīng)過(guò)閃絡(luò)脈沖的反射波得到實(shí)際的故障點(diǎn)。</p><p>　　2. 1故障測(cè)尋步驟</p><p>　　針對(duì)不同類型的電路電纜故

66、障，目前有集中測(cè)距搜尋的步驟。</p><p>　?。?）電力電纜故障性質(zhì)的確定</p><p>　　當(dāng)電路電纜出現(xiàn)故障之后，第一步要分析出電路故障屬于那種類型，第二步找到對(duì)應(yīng)的故障粗估計(jì)方法，如果不能夠找到合適的故障檢測(cè)方法就會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，甚至可能造成設(shè)備的損壞。電路故障的確定的意思為，確定下電路的故障為封閉性問(wèn)題還是閃絡(luò)性；屬于高阻還是低阻狀態(tài)；為雙相、三項(xiàng)或者單項(xiàng)問(wèn)題;為開(kāi)路、短

67、路、還是接地問(wèn)題。通過(guò)電路實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題，能夠分析出故障屬于那種類型。若通過(guò)上面的方法不能夠準(zhǔn)確的得出電路故障的性質(zhì)，那么要通過(guò)導(dǎo)通試驗(yàn)來(lái)測(cè)量。甚至想知道故障點(diǎn)的擊穿電壓，也需要通過(guò)直流耐壓檢測(cè)。 </p><p><b>　　(2)故障預(yù)定位</b></p><p>　　該步驟主要是通過(guò)測(cè)量故障點(diǎn)距離參考的的大概位置。估測(cè)的手段有很多，在本文會(huì)給予全面的描述。&

68、lt;/p><p>　　(3)測(cè)尋故障電纜的敷設(shè)路徑</p><p>　　由于某些電纜是埋藏在泥土下面的，所以找尋這種電纜故障時(shí)就需要發(fā)現(xiàn)它的埋設(shè)深度以及敷設(shè)路徑，從而能夠準(zhǔn)確的判斷位置。此外，由于需要將圖紙畫(huà)出來(lái)，所以需要對(duì)敷設(shè)路徑進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)敷設(shè)路徑的方法有：把音頻信號(hào)電流輸?shù)綑z測(cè)的電纜里面，通過(guò)相應(yīng)的接收設(shè)備，從而可以觀察電纜周圍的不規(guī)則的電磁場(chǎng)變化推出敷設(shè)路徑。</p>

69、<p>　　(4)故障的精確定點(diǎn)</p><p>　　實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位，即要明確得知故障點(diǎn)的位置信息。一般情況下，或使用音頻感應(yīng)以及聲磁同步的方法完成。</p><p>　　以上列出的步驟僅僅為理論層面上的，以下是實(shí)際操作的流程圖。</p><p>　　當(dāng)進(jìn)行實(shí)際的故障測(cè)距時(shí)，能夠按照已知的某些條件來(lái)排除以上的某些步驟。舉個(gè)例子，當(dāng)已經(jīng)知道電纜敷設(shè)路徑

70、時(shí)，就不必在進(jìn)行上面的第三步驟了；比如一個(gè)電路的故障是高阻故障，就不必判斷它的類型，可以直接用二次脈沖發(fā)測(cè)距；還有某些電纜故障存在于隧道或者電纜溝中，可采用沖擊放電方式，利用人的聽(tīng)覺(jué)來(lái)判斷故障發(fā)生位置；若某個(gè)電纜中間的某部分有閃絡(luò)性故障，那么不必對(duì)其定點(diǎn)，從已經(jīng)知道的數(shù)據(jù)手冊(cè)以及粗略估計(jì)中推測(cè)出故障點(diǎn)，從而完成精確定位。</p><p>　　2. 2 110kV電纜故障現(xiàn)場(chǎng)預(yù)定位方法</p><

71、;p>　　2. 2. 1二次脈沖法</p><p>　　該測(cè)距方法最早可以追溯到1990年代，那時(shí)候已經(jīng)開(kāi)始有了電纜故障測(cè)距手段，二次脈沖是當(dāng)今最為超前的離線測(cè)距方式。該測(cè)距方法的超前點(diǎn)有它能夠把高壓閃絡(luò)法得到的復(fù)雜的波形經(jīng)過(guò)相關(guān)變化化簡(jiǎn)成比較容易理解的低壓脈沖波形。能夠這樣講，每個(gè)人都可以認(rèn)出故障回?fù)艿墓拯c(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)迅速精確的故障測(cè)距。</p><p>　　當(dāng)沖擊的電壓過(guò)高時(shí)，就會(huì)

72、使得高阻的故障點(diǎn)被擊穿，設(shè)備像電路傳輸一個(gè)脈沖信號(hào)，當(dāng)經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)時(shí)會(huì)與有電弧效應(yīng)形成反射，從而輸出一個(gè)跟電路短路相似的波形。如果該電弧消失之后，設(shè)備再次傳輸脈沖信號(hào)。那么經(jīng)過(guò)電路電纜線的終端時(shí)就會(huì)產(chǎn)生反射波形。把前后收集到的波形做相應(yīng)的比較得知，兩者存在明顯的差別，該電纜電路故障反射回來(lái)的波形的畸形明顯跟開(kāi)路時(shí)的電纜波形相反。如果進(jìn)行一個(gè)屏幕上的疊加比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在拐點(diǎn)前面的波形基本相同，對(duì)于該點(diǎn)后面的波形出現(xiàn)不同，所以能夠較好的區(qū)分開(kāi)

73、來(lái)。如果把測(cè)試游標(biāo)放到電纜故障點(diǎn)的前沿拐點(diǎn)，那么能夠瞬間把距離出送到液晶屏上。以上介紹的為二次脈沖法的工作原理。下圖為其具體的連線。</p><p>　　但是對(duì)于二次脈沖來(lái)說(shuō)仍存在些許不足，比如如果電纜的故障出現(xiàn)在電路的開(kāi)頭或者結(jié)尾處，那么將產(chǎn)生復(fù)雜的波形，從而不能很好的完成故障定位，造成嚴(yán)重的誤差。二次脈沖處理這類故障時(shí)明顯比不上脈沖電流法。</p><p>　　2. 2. 2脈沖電流法

74、</p><p>　　該測(cè)距方法的工作原理為通過(guò)線性電流禍合器的原理實(shí)現(xiàn)在電纜故障遭到擊穿時(shí)發(fā)出的脈沖信號(hào)的檢測(cè)，把設(shè)備跟高壓回路進(jìn)行磁禍合，從而刪掉了電纜跟電容之間的電感與電阻連接，簡(jiǎn)化了接線方式，能夠清楚的看出脈沖波形。</p><p>　　可以講該測(cè)距方法簡(jiǎn)單的劃分為沖閃法以及直閃法，下圖為實(shí)際電路故障測(cè)距時(shí)用到的脈沖電流法原理:</p><p>　　圖2-3

75、是直閃法對(duì)電力電纜進(jìn)行故障測(cè)距的接線圖。</p><p>　　對(duì)于某些閃絡(luò)性高阻引發(fā)的電纜故障問(wèn)題大多采用的是直閃法，傳感器方面選取的是線性禍合器，通過(guò)檢測(cè)電容上面通過(guò)的電流量進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，通過(guò)產(chǎn)生交流電,然后流過(guò)二極管之后完成整流并把它放到電纜故障相，如果該點(diǎn)的電壓達(dá)到指定的標(biāo)準(zhǔn)之后， 就會(huì)使得故障點(diǎn)閃絡(luò)放電線性電流禍合器發(fā)出首個(gè)脈沖信號(hào)，當(dāng)這個(gè)首次脈沖流過(guò)故障點(diǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流反射從而流回到設(shè)備上，該輪回過(guò)程

76、循環(huán)往復(fù)直至電容完成放電工作。如下是直閃法脈沖電流圖</p><p>　　該圖為故障點(diǎn)跟測(cè)量端之間的長(zhǎng)度</p><p>　　沖閃法的關(guān)鍵用途是對(duì)于某些泄露性高阻電纜產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)然還能用于閃絡(luò)性高阻故障檢測(cè)，如果電壓達(dá)到某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)將球間隙射穿，此刻電容放電過(guò)程開(kāi)始。</p><p>　　下面的網(wǎng)格圖所示出的是高阻故障發(fā)出瞬時(shí)脈沖信號(hào)圖。我們對(duì)這個(gè)網(wǎng)格圖

77、作如下說(shuō)明：首先電流波流經(jīng)第一個(gè)故障點(diǎn)，其次傳輸?shù)介_(kāi)路端反射回去，叫做負(fù)反射。但是電壓波傳送到開(kāi)路端時(shí)進(jìn)行的是全反射，會(huì)形成倍壓現(xiàn)象。就像該圖一樣，電纜出現(xiàn)故障的真實(shí)原因是由于在開(kāi)路端形成的過(guò)電壓對(duì)其造成了擊穿。因此當(dāng)反射波傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)時(shí)以及對(duì)其擊穿過(guò)程中有一小段延遲。如果在該點(diǎn)處出現(xiàn)游離現(xiàn)象，就能夠形成電壓，此電壓的大小跟擊穿電壓等值、但方向不同，擊穿電壓會(huì)瞬間發(fā)生分離現(xiàn)象，從而將行波傳送到電纜的相反端口。當(dāng)行波發(fā)射到電纜的兩頭之后，

78、通過(guò)反射作用，傳輸?shù)搅斯收宵c(diǎn)。當(dāng)重復(fù)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行擊穿時(shí)，此時(shí)行波發(fā)生全反射。所以在電纜內(nèi)部將產(chǎn)生正負(fù)多重反射波。就像下圖里面的時(shí)間點(diǎn)通過(guò)測(cè)量端LH測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)。在這幾個(gè)時(shí)刻中，時(shí)刻測(cè)得的正脈沖是通過(guò)開(kāi)路端的全反射產(chǎn)生的。而且能夠計(jì)算出故障位置l，這里面因?yàn)檫@時(shí)候規(guī)章點(diǎn)沒(méi)有完成擊穿游離，所以在該式中不應(yīng)出現(xiàn)這個(gè)脈沖。</p><p>　　此外，在某些情況下以瞬態(tài)過(guò)程最簡(jiǎn)為目的，能夠通過(guò)增加外給電壓，從而減少故障游

79、離擊穿的延遲時(shí)間這樣能夠在電壓傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)以前使得擊穿游離完成，還能夠減少因?yàn)橹貜?fù)反射造成的正電流的作用。</p><p>　　2. 2. 3弧發(fā)射法</p><p>　　在二次脈沖法的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出了更高級(jí)的檢測(cè)方法，弧反射法，它是由德國(guó)的企業(yè)申請(qǐng)的專利。該方法的發(fā)明不只是在電纜故障的遠(yuǎn)程進(jìn)程方面的準(zhǔn)確定位得到提升，此外還有兩倍的沖擊功率，從而能夠作用于高阻故障。</p>

80、<p>　　該測(cè)距方法的電壓是從沖擊電容當(dāng)經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)時(shí)形成閃絡(luò)所產(chǎn)生的，該弧得到保持的原理就是當(dāng)弧形成過(guò)程中會(huì)通過(guò)脈沖發(fā)射電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該系統(tǒng)中是由高壓電容完成脈沖發(fā)射設(shè)備的接線的。</p><p>　　目的是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，因此需要把退禍電阻并聯(lián)的開(kāi)關(guān)打開(kāi)。從而能夠使得大量的沖擊能量進(jìn)入故障位置。</p><p>　　該測(cè)距方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)單脈沖技術(shù)，而且能夠重復(fù)不間斷的產(chǎn)生

81、脈沖，并能單詞發(fā)射，當(dāng)遇到低阻故障時(shí)能夠串上能量巨大的沖擊波，從而能夠更為精確的觀察故障波形。</p><p>　　弧反射法的具體工作原理:</p><p>　　(1）對(duì)于參考波形的檢測(cè)。將一部特定的脈沖發(fā)生器用來(lái)形成一伏特或者兩千伏特的脈沖信號(hào)完成參考波形的檢測(cè)。</p><p>　　(2) 對(duì)于故障波形的檢測(cè)。通過(guò)高壓沖擊的方式，將電壓控制在零到三十二千伏之內(nèi)，

82、瞬間擊穿故障點(diǎn)。再者，把上面產(chǎn)生的一千伏特以及兩千伏特的電壓用來(lái)完成故障波形的測(cè)量。下面是具體的參數(shù)以及故障的波形圖</p><p>　　2. 3 110kV電纜故障現(xiàn)場(chǎng)精確定位方法</p><p>　　2. 3. 1聲磁同步法</p><p>　　通過(guò)研究閃絡(luò)聲音信號(hào)與磁信號(hào)得出了聲磁同步的測(cè)距方法，用二者之間的最小傳播時(shí)間差實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的測(cè)量，之所以產(chǎn)生時(shí)間差是由

83、于二者在空氣中的傳播速度有差異。測(cè)量該差值的關(guān)鍵器件是放大電路。如果電纜周邊存在某些干擾，會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生一定的影響。磁信號(hào)的傳播速度差不多為光速，但是閃絡(luò)信號(hào)的傳播速度只有聲速，實(shí)際的差別應(yīng)該從當(dāng)?shù)氐那闆r來(lái)看，不管怎樣，后者的速度始終比前者慢。從故障點(diǎn)的正上方能夠得到二者之間的最小時(shí)間差。</p><p>　　這個(gè)時(shí)間差是通過(guò)檢測(cè)發(fā)出點(diǎn)跟故障點(diǎn)之間的實(shí)際距離之后得到的數(shù)據(jù)，跟傳統(tǒng)的通過(guò)耳機(jī)中聲音的大小來(lái)判斷位置作比

84、較，這種方法的準(zhǔn)確度明顯提高，由于準(zhǔn)確確定閃絡(luò)的最大信號(hào)處有些許困難，特別周圍存在某些干擾時(shí)，比如像電纜本身就存在閃絡(luò)、或者周圍有空腔共振以及管線匯聚等現(xiàn)象。所以能夠在很大的范圍里聽(tīng)到閃絡(luò)聲。當(dāng)存在干擾時(shí)不利于采用這個(gè)方法測(cè)量。以下是實(shí)際操作時(shí)的聲磁同步信號(hào)原理圖，當(dāng)離著故障點(diǎn)較近時(shí)，二者之間的時(shí)間差會(huì)變少</p><p>　　通過(guò)調(diào)研實(shí)際的操作環(huán)境發(fā)現(xiàn)，目前廣泛的用到了聲磁同步法，從而引領(lǐng)者電纜故障檢測(cè)方面的道

85、路。不過(guò)當(dāng)遇到實(shí)際電纜周圍存在許多干擾時(shí)，可以參考相關(guān)的電纜記錄資料，打開(kāi)相應(yīng)的蓋板或者挖掉表面的土壤，將檢測(cè)裝置深入到電纜表面完成檢測(cè)。如果放電的聲音不大、或者噪聲聲音過(guò)大，那么應(yīng)該在夜靜時(shí)刻進(jìn)行檢測(cè)。</p><p>　　2.3.2音頻感應(yīng)法</p><p>　　如果發(fā)現(xiàn)電纜是出現(xiàn)了短路的故障，如果是低阻接地的話，而故障點(diǎn)產(chǎn)生的聲音不大，尤其當(dāng)碰到金屬接地方面的故障問(wèn)題時(shí)，由于沒(méi)有放電

86、的聲音從而不能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)。因此，針對(duì)這種情況，我們要另選擇音頻感應(yīng)法完成故障的檢測(cè)。該檢測(cè)方法的工作原理是采用一千赫茲的音頻信號(hào)發(fā)生器把相應(yīng)的電流信號(hào)加到電纜里面，從而產(chǎn)生電磁波。把接收裝置比如線圈豎直或者水平放著，將接收到的信號(hào)通過(guò)電路完成放大過(guò)程。大地表面產(chǎn)生磁場(chǎng)的原因是由于2根通電導(dǎo)線中有電流流過(guò)形成的，此外當(dāng)電纜扭矩不同時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度也不同。所以接近故障點(diǎn)的正上方處，就能夠聽(tīng)到聲音變大，當(dāng)遠(yuǎn)離故障點(diǎn)時(shí)聲音減小。所以，該點(diǎn)就是要找的電纜

87、故障點(diǎn)。</p><p>　　在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的電纜故障定位時(shí)，因?yàn)榇嬖诙喾N干擾因素，從而導(dǎo)致音頻變化不明顯，以至于難以找到故障點(diǎn)。</p><p>　　2.3.3裸露電纜故障的特殊定點(diǎn)方法</p><p>　　所謂的裸露電纜主要指的是從地底下挖掘出的電纜、隧道里面的以及電纜溝等。當(dāng)裸露電纜出現(xiàn)故障時(shí)，可以采用聲測(cè)的方法檢測(cè)故障點(diǎn)，這是在耳機(jī)中不會(huì)出現(xiàn)放電聲。如果遇到以上

88、情形，往往采用其他方法會(huì)獲得意想不到的結(jié)果。</p><p>　　在這簡(jiǎn)單介紹兩個(gè)特殊的故障定位方式。</p><p><b>　　(1）局部過(guò)熱法</b></p><p>　　當(dāng)初步檢測(cè)到大體的故障點(diǎn)位置之后，緊接著把沖擊高壓或者直流高壓不間斷的重復(fù)加到故障點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)擊穿。由于故障點(diǎn)也存在些許電阻值，因此在進(jìn)行擊穿過(guò)程中將形成熱效應(yīng)。這樣，通過(guò)

89、手摸法若感覺(jué)到哪個(gè)位置變熱就是故障點(diǎn)。</p><p>　　通過(guò)這種方法能夠叫精確的檢測(cè)出故障點(diǎn)的位置所在，尤其當(dāng)檢測(cè)的點(diǎn)處在手能夠摸得到的地方最有效。不過(guò)在進(jìn)行手摸法檢測(cè)時(shí)，安全性一定要考慮進(jìn)去，由于在電纜中加上了強(qiáng)電壓，所以在進(jìn)行手摸前，首先將電壓去掉，其次把地線接到三相導(dǎo)體上。</p><p><b>　　(2)偏芯磁場(chǎng)法</b></p><

90、p>　　該方法主要是針對(duì)金屬單相接地產(chǎn)生的故障問(wèn)題。把音頻電流輸入到故障點(diǎn)以及大地之間。如果電流流過(guò)故障點(diǎn)之后，從而進(jìn)入護(hù)套然后分成2路方向不同的電流流向電纜的2個(gè)端口，從而將音頻電流信號(hào)覆蓋到整個(gè)電纜中。故障點(diǎn)的前面區(qū)域，由于通電導(dǎo)體或者金屬外皮中有電流流過(guò)時(shí)會(huì)形成相應(yīng)的磁場(chǎng)包圍在電纜周圍。因?yàn)楫a(chǎn)生磁場(chǎng)的物體不再電纜的中間位置，所以形成的磁場(chǎng)是偏心的磁場(chǎng)。把線圈繞著電纜轉(zhuǎn)一圈作為接收線圈，從而能夠檢測(cè)到磁場(chǎng)不同的信號(hào)波動(dòng)。但是通

91、過(guò)故障點(diǎn)以后，產(chǎn)生的是比較均衡的電流信號(hào)，這樣，把接受線圈繞著待測(cè)電纜一圈以后，在該圍繞線圈中得不到變化的磁場(chǎng)信號(hào)。從而能夠準(zhǔn)確得到故障點(diǎn)。</p><p>　　3 110kV電纜故障測(cè)尋的影響因素分析</p><p>　　3. 1高壓電纜常見(jiàn)故障部位分析</p><p>　　由相關(guān)部門(mén)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，高壓電纜常見(jiàn)故障發(fā)生部位主要在電纜的包層和外圍連接部位，這些部位

92、的老化。</p><p><b>　　3.1.1絕緣問(wèn)題</b></p><p>　　高壓電纜長(zhǎng)期使用之后，隨著使用年限的增加，電纜的包層還有外圍電路經(jīng)常發(fā)生老化，電纜老化的原因主要源于電纜外圍電路，電纜包層老化，電纜因發(fā)熱造成的老化。</p><p>　　如果電纜大部分處于電纜聚集的地段，地勢(shì)較低的地段或者是隧道中，由于環(huán)境密閉，電纜發(fā)熱散失

93、不出熱量，就會(huì)加快電纜因熱量散發(fā)不出去造成的老化。用電量過(guò)多的地區(qū)，或者是耗電量過(guò)多的季節(jié)，電纜會(huì)因?yàn)檫^(guò)載使用導(dǎo)致散熱增多，熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，電纜的包層還有外圍電路容易發(fā)生老化。除此之外，電纜的一些沒(méi)有真空的部分，溫度很高，與空氣長(zhǎng)期接觸就容易發(fā)生老化。</p><p>　　3. 1 .2附件問(wèn)題</p><p>　　電纜外圍電路老化一般都是因?yàn)殡娎|的材料生產(chǎn)過(guò)程不合格，電纜外圍電路和

94、材料出現(xiàn)了瑕疵，由于靜電等原因致使包層的老化，它的產(chǎn)生原因和結(jié)果詳見(jiàn)下述:</p><p>　　(1）電纜銜接的地方和兩端的地方制作工藝欠缺</p><p>　　1)高壓電纜的制作單位職工在生產(chǎn)包層的時(shí)候，經(jīng)常因?yàn)橐蟛粐?yán)格導(dǎo)致制作不合格，在電纜的包層上留下各種雜志，有的在生產(chǎn)制作過(guò)程中將包層破壞，導(dǎo)致電纜通電不順暢。</p><p>　　2)高壓電纜生產(chǎn)時(shí)，連接線

95、路制作不夠精細(xì)，線路接線有些地方等效阻抗太大，致使電纜使用過(guò)程產(chǎn)生大量熱量，因此使電纜包層老化，損害靠近他的電纜。</p><p>　　3)電纜接線制作過(guò)程不夠仔細(xì)，制作不合格，內(nèi)部留有氣體，導(dǎo)致包層長(zhǎng)期和空氣接觸，溫度較高，環(huán)境潮濕。甚至有些情況因?yàn)殡娎|包層受損引起電纜包層漏水的狀況，電纜直接與水接觸，發(fā)生腐蝕。</p><p>　　4)電纜內(nèi)部接觸不好，絕緣不良。電纜接觸的地方?jīng)]有完全

96、接觸，經(jīng)常在線頭連接的地方出現(xiàn)尖峰。這就導(dǎo)致了電纜在使用的時(shí)候，因?yàn)殡娎|包層里面接觸不良，造成包層老化的情況。</p><p>　　5)電纜安裝的屏蔽層鏈接的電阻阻值太大。</p><p>　　(2)因?yàn)楣╇娏刻蠡蛘咛鞖獬睗耠娎|的就會(huì)不正常工作，電纜自身在工作的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。如果電纜包層受到損害，致使電纜工作環(huán)境不在真空中，長(zhǎng)期和空氣接觸，空氣中的腐蝕成分，就會(huì)把電纜內(nèi)部的附加

97、電路損壞而無(wú)法工作。</p><p>　　(3)高壓電纜加工時(shí)，由于空氣不夠干燥，不能適用于安裝規(guī)定，長(zhǎng)期使用下去電纜包層很容易老化受損，起不到對(duì)電纜的保護(hù)的作用，產(chǎn)生一些電纜工作故障。</p><p>　　要想盡可能的保護(hù)電纜不受損傷，必須要采取一定的手段進(jìn)行改善:</p><p>　　1)加強(qiáng)電纜，電纜包層，還有電纜外圍設(shè)備的生產(chǎn)制作的精度，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，

98、統(tǒng)一規(guī)格;</p><p>　　2)電纜連接部位的處理職工，一定有證件才能參加相應(yīng)的生產(chǎn)工作，連接安裝工作進(jìn)行的時(shí)候，必須要了解整個(gè)制作過(guò)程;</p><p>　　3)電纜的連接要保證盡量的少;</p><p>　　4)電纜包層的工作人員在生產(chǎn)制作時(shí)要做到做工精細(xì)，產(chǎn)品合格，包層內(nèi)部不能留尖峰，還有表層粘的雜質(zhì)。</p><p>　　電纜的設(shè)

99、計(jì)制作過(guò)程中，工作人員必須遵守高壓電纜的制作規(guī)范，包括制作工藝，產(chǎn)品大小都要仔細(xì)檢查。</p><p>　　3. 1. 3電纜外護(hù)層問(wèn)題</p><p>　　電纜發(fā)展越來(lái)越快，電纜也被更加廣泛的使用，電纜的包層制作更加得到人們的關(guān)注和重視，電纜包層是電纜的直接的有效的保護(hù)層，要想減少電纜故障的發(fā)生，延長(zhǎng)電纜的使用時(shí)間，就必須首先嚴(yán)格包層的生產(chǎn)規(guī)范。</p><p>

100、　　(1）電纜包層受到損傷的因素大體上包括以下幾個(gè):</p><p>　　1)包層接觸外物，被外物劃傷;</p><p>　　2)安裝過(guò)程中把包層損壞;</p><p>　　3)一些昆蟲(chóng)的損害;</p><p><b>　　(2)解決手段</b></p><p>　　高壓電纜正在工作時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜受到

101、損傷，應(yīng)該通過(guò)高科技產(chǎn)品，確定合理和有效的手段，提高故障的檢查可靠性和準(zhǔn)確性。</p><p>　　電纜包層受到損傷時(shí)，必須首先排除電纜的選擇錯(cuò)誤和施工帶來(lái)的影響，也就是首先保證電纜的類別選擇是正確的，而且必須保證電纜的施工過(guò)程必須盡量保證電纜不受到損傷。第一，對(duì)于電纜的材料選擇，盡量選用螞蟻等昆蟲(chóng)腐蝕不了的，材質(zhì)高的，或者帶有防腐蝕保護(hù)殼的。除此之外，電纜的安裝過(guò)程中，盡可能的減少電纜包層受到劃傷。</p

102、><p>　　3. 1. 4 電力電纜外護(hù)套故障測(cè)尋技術(shù)</p><p>　　高壓電纜的保護(hù)層是電纜的最直接也是最有效的保護(hù)裝置，一旦電纜保護(hù)層被損傷，電纜包層相當(dāng)于接地，也就會(huì)生成很大的電流。產(chǎn)生電流后，電流通過(guò)電纜相應(yīng)的就有耗電產(chǎn)生，導(dǎo)體包層發(fā)熱。電纜上有電壓降，導(dǎo)致電纜的信息傳遞量減少，電纜包層更容易老化，致使產(chǎn)生電纜故障。</p><p>　　電纜發(fā)展的越來(lái)越快

103、，電纜的使用也更加廣泛，緊接著電纜的包層保護(hù)也相應(yīng)的受到人們的重視和關(guān)注。包層損傷發(fā)生的部位搜尋相當(dāng)麻煩，產(chǎn)生故障后，電纜的修理同樣需要很大的勞動(dòng)量，怎樣才能快速搜尋并及時(shí)解決問(wèn)題，這是目前電纜發(fā)展的瓶頸。</p><p>　　(1)金屬外殼損傷預(yù)定位</p><p>　　電纜的金屬外殼受到損傷后，通常采用電橋的方法檢測(cè)電纜損傷的精確部位。</p><p><

104、b>　　1)直流電橋法</b></p><p>　　圖4-1電橋檢測(cè)方法的詳解圖。我們可以看到，R代表電橋的規(guī)范阻抗，L代表電纜的距離，X代表電纜損傷部位和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間隔。這里假定電纜電阻是R，改變電阻大小，讓電流表數(shù)值變成零，則;</p><p>　　這種方法查找電纜故障的可靠性高，方便快捷，萬(wàn)事皆有利有弊，這種方法也有不好的一些地方，橋式電路電纜遮蓋住一定空間，他周圍的

105、工作電纜會(huì)對(duì)它產(chǎn)生干擾，這時(shí)電橋中間電位不再平衡，并且真正操作的時(shí)候，一定要保證至少一段是正常的，電纜的三相全部有錯(cuò)誤的時(shí)候，這種方法是不能夠使用的。</p><p><b>　　2)壓降比較法</b></p><p>　　這種電纜故障的查找方法的詳細(xì)介紹，這種方法主要在干擾比較厲害的地方運(yùn)用比較多，這種方法的局限性在于電纜的保護(hù)層保證只有一個(gè)地方有故障，并且電纜導(dǎo)線

106、不能斷路，包層不能老化，當(dāng)電壓降很大的時(shí)候，就要首先計(jì)算一下電壓大小。</p><p>　　(2)電纜保護(hù)層故障精確查找法</p><p>　　電纜保護(hù)層精確查找的方式分類有很多，但是故障查找的原理是大同小異的，他們是利用在電纜的保護(hù)層來(lái)檢查電纜故障的部位，接著利用接收信號(hào)查找故障發(fā)生部位。直流法的電流很大，容易損傷電纜的保護(hù)層，所以一般的電纜故障查找不推薦這種方法，這里僅推薦幾種通常情況

107、使用比較多的方法。</p><p><b>　　1)跨步電壓法</b></p><p>　　這種電纜故障查找方法作為現(xiàn)在實(shí)際操作中運(yùn)用最多的故障查找方法，他的具體工作機(jī)制見(jiàn)下圖。</p><p>　　這種電纜故障查找方法的典型特點(diǎn)是屏蔽性能好，查找定位精準(zhǔn)，使用方便快捷，在實(shí)際操作的地下填滿中使用較多。</p><p>