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电力电缆的故障定位方法汇总
时间: 2015-02-28 20:58
来源: 未知
作者: 科新电力
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1.阴抗法
阻抗法通过测量故障发生后故障点到测量端之间的阻抗，然后利用线路参数建立故障定位方程，求解得到故障距离。这种方法多以线路集中参数模型为基础，由于原理简单，容易实现，所以一直得到人们广泛的关注。
电桥法是阻抗法故障测距中比较广泛使用的一种。电桥法包括电阻电桥法和电容电桥法两种。
电阻电桥法仅适用低阻抗的测量，要求故障点的电阻不得超过100千欧，最高不得超过500千欧，一般以2千欧为宜。其基本原理为：将被测电缆末端非故障相与故障相短接，电桥两输出臂分别接故障相和非故障相，调节电桥臂上的调节电阻，当电桥平衡后，根据电桥平衡原理计算出故障距离。
电容电桥法可以用于电缆断线故障的测量，其原理与电阻电桥法类似。
电桥法的优点是：方便、简单。但缺点是不适合测量高电阻和闪络性故障。因为故障电阻较高的情况下，电桥回路中电流很小，一般电流检流计灵敏度很低，很难检测出电桥是否平衡。电桥法的另一缺点是需要知道电缆的准确长度等原始材料，当一条电缆线路是由两种以上导体材料或不同截面积的两段以上的电缆组成时，还需进行换算。还有电桥法不能测量三相短路故障。
这种阻抗法是以线路集中参数模型为基础进行计算的，当故障电阻比较大，就无能为力了。为此，，文献[6]提出了一种适于测量高电阻故障的阻抗法，这种方法以分布参数为基础，建立参数方程，并计算出故障距离。其基本原理是：对带有高电阻故障的电缆施加正弦高压信号，使高阻故障点闪络，此时故障点的高电阻故障变为电弧故障。因为电弧故障成电阻性，流过故障点的电流和故障点两端的电压同相位，通过采集系统，将流过线路的电流和线路两端的电压采集到后，根据分布参数理论就可以求出沿线路各点的电压和电流，从而实现故障定位。
2.行波法
行波法也是电力电缆故障测距中一种比较常用的方法。行波法故障定位具有速度快、精度高等优点，具体包括：A、B、C和D型行波测距法。
（1）A型行波测距
故障点发生故障后，产生的行波就会在在故障点与测量端来回传播，可以通过行波往返故障点与测量端一次的时间和行波波速来确定故障点的距离。这种方法不受过渡电阻和对端负荷阻抗的影响，此原理简单，所用装置较少，且可以在理论上达到较高的精度。多年来，由于没有深入地了解故障点产生的行波特性以及传播特性，再加上需要高速采样系统和精准时间计时系统等条件，所以一直没得到广泛应用。近年来，比较常用的A型行波测距方法主要有：脉冲电流法和脉冲电压法。
脉冲电流法是80年代初发展起来的一种测试方法，该方法具有安全、可靠和接线简单等优点。其原理是：通过线性电流耦合器测量电缆故障击穿时产生的脉冲故障电流信号。它实现了仪器和高压回路的电耦合，省去了电容与电缆之间串联的电容和电感，简化了接线，而且还易于分辨传感器耦合出的脉冲电流信号。
脉冲电压法，又称为冲击闪络法。该方法原理为：首先利用直流高压和脉冲高压信号把电缆故障点击穿，然后通过放电电压脉冲在测量端与故障点之间往返一次的时间来测距。其优点是不需将高阻和闪络性故障击穿，直接利用故障击穿产生的瞬时脉冲信号，测试速度比较快，测量过程简便。其缺点是：在利用此方法测距时，高压电容对脉冲信号呈短路状态，需要串联一个电阻或电感产生电压信号，这样就增加了接线的复杂性，且降低了电容放电时加在故障电缆的电压，使故障点难以击穿；还有在测量过程中，分压器耦合的电压波形变化不明显，难以分辨。
（1）B型行波测距
B型行波测距的基本原理是：只利用故障点行波产生的第一个行波波头信号到达电缆两端的信息，并借助于通信通道进行故障测距的。此方法的优点在于只利用第一个波头，因而故障点的反射波和透射波不会限制此方法的应用。但此方法仍需要精确的故障行波到达测量端的时间。
（2）C型行波测距
C型行波测距的基本原理：电缆发生故障时，将该电缆与电网断开，通过脉冲发射装置向故障电缆发射高频脉冲，然后计算脉冲信号在装置与故障点之间的来回时间，从而计算出故障距离。目前，常用的C型行波测距方法主要有低压脉冲反射法和二次脉冲法。
低压脉冲反射法[ ,又叫雷达法。主要用于电缆的低阻(或短路)故障及断路故障的测距。这种方法比较简单直观,通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差来进行测距。不同的故障性质具有不同的反射波,如果发射脉冲是正极性的,回波脉冲也是正极性的,表示是断路故障或终端头开路,即电压不能馈至另一端的故障;如果回波是负极性脉冲,则是短路接地故障,表示电缆故障点绝缘电阻低于该电缆的特性阻抗,甚至为零的故障。低压脉冲反射法的优点是简单、直观，不需要详细的电缆原始资料，还可以根据反射脉冲的极性分辨故障类型。缺点是不能用于测量高电阻与闪络故障。（电力电缆故障现场测距方法的研究与应用）
3.电弧燃烧法
4.声测法
声测法的基本原理是利用电力电缆故障点放电时产生的声音信号进行定点， 声音传感器在电力电缆上方将声音信号检测出来， 声音最大的地方为故障点所在的位置。对于电缆护层己经被烧穿的故障， 往往可以在地面上用人耳直接听到故障点的放电声。但是对于电缆护层未被烧穿的电缆故障或者是埋深的电缆故障，都有可能使故障点放电声音减小，需要用高灵敏度的声电转换器，如拾音器或压电晶体，将地面上微弱的地震波转换为电信号并由相关仪器对信号进行放大处理，然后用耳机还原成声音，或通过显示装置显示声音的强度，以此来找出放电声音最大的位置。该方法主要用于电力电缆高阻故障的定点。（电力电缆故障现场测距方法的研究与应用）
5.音频电流感应法
如果电缆发生了低阻故障，例如故障电阻小于10 Ω，就很难利用声测法检测到故障点放电的声音或者根本没有放电声音，因此低阻故障不能使用声测法进行故障定位。这时可以使用音频电流感应法通过检测地面上磁场的变化来确定故障点的位置。其基本原理是用1～15 kHz的音频信号发生器向被测电缆中通入音频信号电流，由于电磁耦合的作用，在大地中会产生感应电流，从而形成地面磁场，然后在地面上用探头沿着电缆敷设路径接收音频信号， 并将接收到的音频信号送入接收机进行放大并送入耳机。根据耳机中响声的变化可探测故障点的位置， 在故障点的上方音频信号最强，当探头继续前移时，音频信号逐渐降低，则音频信号最强处即为故障点。
6.跨步电压法
跨步电压法，就是应用“电位差”原理，对直埋电缆外护套故障及低电压电缆故障进行精确到位。
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