基于行波法的10kV电力电缆故障测距算法的改进研究
第25卷第2期电力科学与工程Vol.25,No.216
2009年2月Electric Power Science and Engineering Feb.,2009
收稿日期：2008
24.
作者简介：杨栋(1978－),男,南京供电公司配电运检中心.
基于行波法的10kV 电力电缆故障测距算法的改进研究
杨
栋
(南京供电公司配电运检中心，江苏南京210000)
摘要：分析了传输线中的行波过程。在传统的测距方法的基础上，提出了不受波速影响的电缆故障测距的改进算法。仿真实验结果表明，采用改进的测距算法得到的测距比较接近于实际的距离，其精度高于传统算法所得的结果。
关键词：电力电缆；故障测距；行波法中图分类号：TM247
文献标识码：A
1电力电缆中的行波过程
传输线本身的长度与其所传播的信号的波长可以比拟时，称为长线。电力电缆是传输线的一种，对于传输中的脉冲电流、电压行波来说，其脉冲宽度小于
1s ，所以，需要在研究电压、电流行波的传输过程中把电力电缆看成长线。长线需要采用分布参数线路模型来表示。设t 1为故障初始行波到达A 端母线的时刻，t 2为B 端母线反射波到达A 端母线的时刻，t 3为故障点反射波到达A 端母线的时刻。传统的单端行波故障定位方法：通过小波变换提取最初连续两个模极大值之间相对极性和时延计算故障距离[1~4]。第一个小波变换模极大值点对应入射行波波头到达的时间t 1，第二个小波变换模极大值点对应来自故障点或对端母线的反射波头到达的时间t 2。
时延为
t 1。如果t 2对应来自对端B 母线的反射行
波，则故障距离计算公式为
x=L
t 表示最初连续2个小波
变换模极大值点间的时间间隔；v 表示行波线模分
量的传播速度；L 表示被检测的电缆线路全长。
2
故障测距算法的改进
测距算法是已知参数计算测距结果精度的重要保障。传统的测距算法在测距计算过程中，用到前两个故障行波波头到达的时刻和电力电缆的波速度。这种算法测距结果的误差主要来源于获取故障波头到达时刻所产生的误差和电缆本身波速度的误差。电力电缆的长度和架空线相比非常短，波速度因绝缘介质的性质不同而有所差别。这两个因素都会导致测量结果的误差增大。为此，考虑采用以下方法改进为不受波速影响的单端行波故障测距方法,
可以得到以下方程
=
2
2
=
2
2
杨栋基于行波法的10kV 电力电缆故障测距算法的改进研究第2期17
由式（3）和（4）可看出，计算故障距离的公式中不含波速度v 。因而，在理论上消除了波速对测距精度的影响。时间精度的提高可以借助于小波函数对于信号奇异点特性和模极大值理论来实现。利用小波窗函数的“显微镜”功能，在反射波到达时刻，增大时间参数的分辨率，来确定更精确的时刻。
3故障测距实例分析
假设电力电缆线路距测量端A 点1300m 的F 点处,在t=0.018s 时，由于绝缘老化或者绝缘受损使绝缘电阻值下降，引起电压和电流的波动，有演变成故障的可能。仿真系统采样频率为10MHz ，仿真时间为0.4s 。
（1）反射波头到达时刻的确定。取A,B,C 三相的暂态电流信号，通过clarke 变换完成三相
电流之间的解藕，产生
0,
三个模量。利用模量进行小波分析，采用db2小波来确定电流故障信号的奇异点，离散出信号的小波变换系数序列。求出整个时间区间上的小波变换系数，求取局部模极大值。由于系统中干扰和系统本身线路母线反射波的存在，导致正常运行时，电压电流信号本身存在扰动。但是，根据小波算法的奇异性判据，可以消除伪模极大值的干扰。在序列中，寻找故障行波到达测量端的点mai l 和经两次反射后的行波到达点max 2和max i 。在极大值点的序列中，小波变换得到的低尺度分解信号可以很好地检测全局的模极大值点，在最接近故障反射波头的时间段附近寻找到模值最大的位置。
（2）波头反射位置的识别。若能有效识别出第二个行波是来自故障点F 的反射波还是对端母线B 的反射波，就能确定故障发生在测量点的近端还是远端。根据行波的反射和透射规律：当故障发生时，将产生向线路两端传输的电压行波。当仿真系统母线为一条出线时，母线具有正的反射系数，故障点的反射系数为负，即故障点反射回来的初始行波与初始行波极性相反；而由对端母线反射回来的初始行波与初始行波极性相同。由此可以判断出第一个行波头为故障点反射波，第二个行波波头为对端母线反射波。所以，故障发生在测量点的远端。
（3）故障距离的计算。利用传统的测距公式，计算得故障点F 的位置距离母线A 的距离为1356
m ，与实际值相差56m ，其相对误差为4.3%。利用改进公式可得故障点F 的位置距离母线A 的距离为1285.7m ，与实际值相差
1.09%。那么第一个波头无疑是来自于故障点的初始行波波头，因为极性与初始行波相反。客观上故障的距离也不大于电缆线路的总长度。第二个波头为B 端母线的反射行波波头。第三个波头为故障点第二次反射的故障行波波头，这一点在时间上也可以验证的。第四个波头极性与第一个波头相同，是故障点的第三次行波反射，其在距离上为5.2km ，仍小于B 端母线的第二个反射波6.7km 。由于电缆本身阻抗的影响，波形在传输中幅值会衰减，所以模极大值的幅值也会相应的减小。再次反射和透射产生的波头在几次震荡后会衰减消失。
4改进算法的故障测距结果
通过对电力电缆系统在不同故障距离，不同过渡电阻、不同故障类型的情况下进行仿真分析，得到的故障测距结果见表1。
从表中可以看出，同一故障点，不同故障类型，不同过渡电阻，测距精度一样。过渡电阻的存在会使得故障线路的电压行波幅值减少，极性不变；故障线路的电流行波幅值增大，方向不变。因此，基于改进算法的电流行波测距不易受过渡电阻和故障类型的影响。此外，测距的精度和故障发生的时刻也有关，发生故障时刻电压处于过零点或相角较小时，可能造成测距的失败。原因为：故障点产生的行波信号到达测量点时基本衰减完，测量到的行波信号很微弱，对应的改进算法模极大值非常小，不容易辨识第一行波波头，导致测距失败。但是，大量研究表明，故障发生在初始电压相位角为10°以下的故障几率非常低。当角度大于10°行波幅值将达额定电压的17%，可以进行正确检测。实际上，绝大部分线路故障是绝缘击穿故障，电压过零或接近零故障的概率相当小。即使出现这种情况，故障点也呈永久金属性短路性质，利用重合闸脉冲在故障点的反射仍然可以测出故障距离。为了更加清楚地比较两种测距算法的精度，将算例的测距结果列于表2。上述分析表明，采用改进的测距算法得到的测距结果比较接近于实际的距离，其精度高于传统算法所得的结果。
电力科学与工程
182009年
表2传统方法和改进方法测距结果比较
实际故障传统方法结果改进方法结果
距离/km距离/km精度/(%)距离/km精度/(%)
0.80.8475+5.90.8049
电缆故障测距方法.
电缆故障测距方法 在线测距方法 故障定位技术的发展主要经历了三个阶段：模拟式定位技术、单端数字式定位技术、双端定位技术。早期的故障定位装置是机电式或静态电子仪器构成的模拟式装置。后期的故障录波器是以光电转化为原理、以胶片为记录载体、根据故障录波仪记录的电信号来粗略估计故障点位置。测试技术的出现以及计算机技术和通信技术都加速了故障定位技术的发展。这个阶段出现了许多利用计算机进行故障定位的方法，其特点是采用单端信息，应用计算机的超强运算能力对各自算法进行修正，求得故障距离。有些算法已应用到实际故障定位装置中，不足之处是无法克服故障电阻对故障定位精度的影响。 其中，单端阻抗法只用到线路一侧的电压、电流测量值，由于其理论上无法克服过渡电阻的影响，需要在测距算法中做一定的假设，所以其测量精度在很多情况下难以保证，但是有着造价低，不受通信因数的限制的优点，在实际应用中有着一定的应用需求。单纯依靠单端信息不能有效地消除因素包括：负荷电流；系统运行阻抗；故障点过渡电阻，这自然影响到测距的精度。 单端行波法 是基于单端信息量的一种测距方法，其中单端行波测距的关键是准确求出行波第一次到达监测端与其从故障点反射回到监测端的时间差，并包括故障行波分量的提取。常用的行波单端故障定位算法有求导数法、相关法、匹配滤波器法和主频率法。由于行波在特征阻抗变化处的折反射情况比较复杂(如行波到达故障点后会发生反射也会通过故障点折射到对侧母线上去)，非故障线路不是“无限长”，由测量点折射过去的行波分量经一定时间后，又会从测量点折射回故障线路等，使行波分析和利用单端行波精确故障定位有较大困难。 双端行波测距 是通过计算故障行波到达线路两端的时间差来计算故障位置，其测距精度基本不受线路的故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响。双端行波法的关键是准确记录下电流或电压行波到达线路两端的时间，误差应在几微秒以内，以保证故障定位误差在几百米内，行波在线路上的传播速度近似为300m/μs，1μs 时间误差对应约150m 的测距误差。双端信号要求严格的同步，随着GPS对民用开放，使得双端故障定位法迅速发展。这种定位方法的定位精度高，已成为近几年来故障定位方法研究的热点。 电缆故障定位技术经过国内外专家学者几十年的共同努力，已取得了
电力电缆故障原因及常用的检测方法(超全讲解)
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行波法在配电网故障测距中的应用
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电力电缆的故障测距与定点方法探讨
电力电缆的故障测距与定点方法探讨 摘要：电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行。因此，如何快速、准确地查找电缆故障，减少故障修复费用及停电损失，成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。文章分析了电力电缆故障的原因及分类，探讨了电力电缆的故障测距与定点方法，并对电力电缆故障在线监测的发展进行了探讨。 关键词：电力电缆；故障测距；故障定点；在线监测；脉冲 随着我国经济建设的高速发展，我国的城市电网改造工作大力地开展。由于电力电缆应用成本的下降，以及电力电缆自身所具有的供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害、安全隐蔽耐用等特点，因而获得了越来越广泛的应用。然而，与架空输电线路相比，虽然电力电缆的上述优点却为后期电缆的维护工作特别是故障测距与定位带来了较大的难度，尤其电缆长度相对较短、线路故障不可观测性等特点都决定了电缆线路要求有更精确的故障测距方法。另一方面，电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行，并且如故障发现不及时，则可能导致火灾、大规模停电等较大的事故后果。因此，如何快速、准确地查找电缆故障，减少故障修复费用及停电损失，成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。 一、电力电缆故障原因及类型 （一）电力电缆故障原因 随着电缆数量的增多及运行时间的延长，由于电缆绝缘老化特性等因素，故障发生概率大大增加。电缆故障点的查找与测量是通讯和电力供应畅通的有力保障，但是因为电缆线路的隐蔽性、个别运行单位的运行资料不完善以及测试设备的局限性，使电缆故障的查找非常困难。尤其是在狂风、暴雨等恶劣天气中，给故障的查找、维修带来了很大不便。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。 电缆发生故障的原因是多方面的，常见的几种主要原因包括： 1．机械损伤。主要由于电缆安装敷设时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。 2．绝缘老化变质。主要是由于电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，从而使绝缘炭化。 3．化学腐蚀。电缆路径在有酸碱作业的地区通过，或煤气站的苯蒸汽往往造成电缆铠装和铅（铝）护套大面积长距离被腐蚀。 4．设计和制作工艺不良。拙劣的技工、拙劣的接头，电场分布设计不周密，材料选用不当，不按技术要求敷设电缆往往都是形成电缆故障的重要原因。 5．过电压。过电压主要是指大气过电压（雷击）和电缆内部过电压。 （二）电力电缆故障类型 根据故障电阻与击穿间隙情况，电缆故障可分为低阻、高阻、开路与闪络性故障。
输电线路行波故障测距技术的发展与应用
输电线路行波故障测距技术的发展与应用 发表时间：2018-03-13T16:20:56.700Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：常文杰 [导读] 摘要：伴随我国现代化建设的初步完成与城市化水平的不断提升，对于电力的需求也在不断的增长，然而较早的供配电系统常因安全性、供电质量等出现各种不间断的故障，怎样才能利用一些新技术 （国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001） 摘要：伴随我国现代化建设的初步完成与城市化水平的不断提升，对于电力的需求也在不断的增长，然而较早的供配电系统常因安全性、供电质量等出现各种不间断的故障，怎样才能利用一些新技术，更快速、更准确的将这些故障及时诊断出来，并为维护与检修提供充足的时间，并使电力恢复更为及时，是当下应该考虑的重要问题；另一方面，我国在火力发电、水力发电以及新的生物能源发电方面，有了长足的累积，尤其是随着三峡工程、南水北调工程等这些重大项目的完成，更是为发电企业提供了一股新的动力；加之配套性的电网改造也成功的实现了电网的升级与优化，向智能化、自动化、一体化方面又迈进了重要的一步。 关键词：故障测距；行波；行波故障测距装置 引言 随着我国电力行业的不断发展，为保证电力系统安全可靠性，我们国家对电力系统提出了更高的标准要求。为保证可靠供电，降低停电损失，在输电线路发生故障时，要求对电力系统输电线路故障进行快速准确的定位。早期的故障测距方法可以分为阻抗法、故障分析法、行波法等3种。其中，阻抗法和故障分析法受故障点过渡电阻等因素影响，有比较大的测距误差，不但达不到运行要求，而且适用性不高。而行波法测距主要是通过采集故障电压或电流的波形，标定行波到达时刻来进行测距。运用行波法的原理进行测距，其精度比较高，也有广泛的适用性，故而大量应用在电力系统中进行测距。本文通过对国内外行波测距关键技术、改进算法、实际装置的调研，对行波测距关键技术的发展、算法的改进和实际中应用的装置进行了总结，对行波测距技术的未来发展提出了展望。 1行波测距技术原理、特征 （1）行波的发现有赖于研究者对输电线路故障点在附加电源作用的影响分析，行波主要是指输电线路在此情况下，线路上出现与光速传播较接近的电压、电流行波；从原理的角度来看，行波理论主要是以行波为载体，分析故障点、测量点之间传播的时间差，利用它计算或测量出故障距离，对其加以定位。（2）行波测距方法表现为4大类型，分别为单端测距、雷达测距、脉冲信号测距、双端测距。（3）与基于工频量的故障测距技术比较，行波测距技术与行波测距特征表明了自身的最大优势，目前来看，集中表现在不受故障点过渡电阻、线路结构等因素的阻碍，另外，如同概述所言，它在测量方面测距精度非常高，适用范围也相当广泛；而且由于在行波理论流行的现在，小波变换理论、数学形态理论也在不断发展，对于各种交叉性质的理论研究，在未来的突破可能性极大，所以行波测距技术的可发展空间还非常广阔，也表明了它的研究需要不断加强，从而向着完善化的方向不断推进。 2行波测距的关键技术 2.1行波信号的提取 暂态行波所覆盖的频带很宽，信号的提取可由电压或电流互感器完成。高压输电线路普遍采用的电容分压式电压互感器CVT （capacitivevoltagetransformer），截止频率低，传变高频电压信号会带来衰减和相移，因此很少使用。常规的电流互感器可以传变100kHz以上的电流暂态分量，能够满足行波测距的要求，在实际应用中常用电流互感器提取行波信号。同时，对于新建变电站使用的电子式电流互感器ECT（electroniccurrenttransformer），文献提出了相应的行波信号提取方法。 2.2行波信号的采集与时间同步 行波传播波速接近光速，1μs的采样误差将带来约±150m的测距误差。因此对行波信号的采样频率要求在1MHz及以上，使用双端原理时，线路两侧必须配置高精度和高稳定度的实时时钟。随着微电子技术的高速发展，实现高速数据采集和处理己非难事，现有的A/D转换芯片转换频率完全可以满足，并且GPS接收模块的电力系统同步时钟装置可以实现1μs时间同步以满足测距要求，为实现准确的TWFL奠定了所需的硬件基础。在实际应用中，由于GPS接收模块存在输出信号不稳定、卫星失锁、时钟跳变、信号干扰等原因导致的同步时钟信号失步的问题，因此必须附加高稳定度守时钟，并且需要消除偏差超过某一限定范围的时间同步信号，从而提高双端原理的测距精度。 2.3行波信号达到时间的标定 行波信号到达时间的标定和波速的确定是行波法最关键的技术，时间与波速相互对应，必须同时讨论才有意义。判定检测到的行波波头频率，然后根据线路参数的频率特性计算出行波在该频率下的传播速度，以此用于测距是最为准确的。求取暂态行波信号的一阶或二阶导数，并与设定的门槛值进行比较来判断行波信号是否到达，此方法对噪声比较敏感，当故障距离较短，行波中高频分量明显时，其效果较好。相关法和匹配滤波器法是以首次到达母线的行波信号为参考，利用从故障点反射回母线的行波信号与参考信号的反极性相似性，根据互相关函数的最大值判定反射波达到时间，进而求出故障位置的方法，但其测距结果受母线端所连接的输电线数目等因素影响，行波在传播过程中的波形畸变会降低算法的可靠性。中的主频率法是一种频域分析方法，该方法从较长的时间段来考察行波频率范围，由行波中频谱最强的分量决定行波到达时间，然后求解故障距离，其缺点是所求行波主频往往较低，定位精度会受到影响。小波分析方法利用小波变换在时频域内都具有局部化特性，对信号进行局部化分析，可有效提取故障行波特征，得到信号中的奇异点，小波分量的模极大值出现时间即为电流行波脉冲的到达时刻，并且通过得到信号被分析频带的中心频率和模极大值对应时间能同时解决行波到达时间和传播速度的选取问题，在实际设备中也有广泛的应用。 3行波故障测距系统应用实例 当系统中任一被监视信号超过预设值，高速采集单元启动，发出触发信号，标定当前时间，激活CPU中的采集控制定时电路，经过大约几毫秒时间，高速采集单元终止工作从而向CPU发外部中断信号。CPU在中断服务程序中获取到这次触发的时间信息后释放高精度时钟，并处理触发的暂态数据，判断是否为有效触发。如果有效，设置启动标志。在主循环程序中，系统进入故障处理程序的前提是CPU能够获取到启动标志，数据存储过程也是在处理程序中进行，从而形成启动报告，通过串口发出上报信号。
电力电缆故障的探测
电力电缆故障的探测 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. 编订：___________________ 审核：___________________ 单位：___________________ 文件编号：KG-A0-8305-48
电力电缆故障的探测 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 在电网中为了提高供电可靠率，必须增加变电所 的出线回路数。要解决线路走廊与城市规划之间的矛 盾，有利于美化城市并与周围环境相协调。在中、低 压配网中已大量采用电力电缆供电，在一些高新技术 开发区内已见不到架空线，全部采用电缆供电。电力 电缆万一发生故障就不像架空线方式发生故障后那么 容易发现故障点。 K原因分析 电力电缆发生故障的主要原因为：外力破坏、市 政建设时野蛮施工；电力电缆施工时没有严格按工艺 要求而留下的隐患；电缆老化便绝缘性能降低；大气 过电压、操作过电压等。电力电缆的故障按其性质可 分为：开路故障；低阻故障；高阻故障；闪络故障和 封闭故障。按故障的状态可分为：接地故障；短路故 障；断线故障；混合故障。按故障的类别可分为：单
电力电缆故障测试仪地埋线故障检测仪
T-880电力电缆故障测试仪地埋线故障检测仪T-880电力电缆故障测试仪RL024280地埋线故障检测仪RL187405图片 型号:RL024280型号:RL187405 T-880电力电缆故障测试仪RL024280地埋线故障检测仪RL187405内容 型号:RL024280
T-880电力电缆故障测试仪 长度测试+漏电测试 T-880加强版：长度测试+漏电测试+路径查找(功能上取得重大突破：断线点可以实现精确定位，带外铠电缆的对地短路、相线断线也能测试)---10天倒计时上市发售，目前接收预定，6月25日前预定客户到正式上市发售时送精美礼品一份。 长度测试：电缆线的断线、短路距离；也可以测试电缆线总长度（用于工程验收） 漏电测试：针对地埋线路绝缘层被破坏造成的绝缘不好定位； 路径查找：对于不知道地埋走向电缆能方便的查找出其准确走向； 工业级制造标准，不存在接口粗糙连接不好情况，专业指导，售后无忧。 使用ARM技术和FAGA技术一键自动快速测试，不用漫长等待，测试结果直观明了！采用大屏幕真彩液晶显示 适用于测量低压电力电缆的断线、混线(短路)、漏电等故障的精确位置。是缩短故障查找时间、提高工作效率、减轻线路维护人员劳动强度的得力工具。线路查修人员也可以用于线路工程验收和检查电缆电气特性。填补农电故障及小区供电故障没有相应仪表测试的空白。 产品功能： 长度测试单元： ?脉冲反射测试法，可以测试断线、混线(短路)、严重绝缘不良类型的故障距离； ?全自动测试，智能故障诊断，全中文操作菜单，液晶显示具有背光功能； ?自动增益和自动阻抗平衡技术，替代繁琐的电位器调节； ?手动分析功能，方便对电缆进行分析判断； ?可充锂电电池，智能充电，无需值守。 ?脉冲反射测试法：最大测量范围2km，测试分辨率：1m，测试盲区：0m， 脉冲宽度：80ns-10μs自动调节。 漏电测试单元： ?故障智能诊断，辅助耳机音频判断； ?背带包式设计，方便随身携带； ?对于绝缘没处理好或者绝缘层遭到破坏造成的漏电（线间漏电、对地漏电）故障均可测试； ?测试电缆地埋深度不大于3米； ?测试精度：探测误差±5cm； 其他指标： ?充电时间约3个小时，充满后连续工作时间8小时；
电力电缆故障点分析及查找
电力电缆故障点分析及查找 自从电被人类发现并使用之后，给工业的发展和社会的进步带来了翻天覆地的变化，现代社会的正常运转已离不开电能的供给，城市化进程的加速促使电力电缆被运用到电力系统和生活中的各个领域，所以谨防电缆故障，保证供电的稳定性十分重要，本文通过阐述电力电缆对于社会发展的作用，对常见的电力电缆故障点进行了分析总结，并提出了一些查找办法，从而进一步提升电力系统的供电可靠性。 标签：电力电缆；故障点分析；查找办法 1 电力电缆对于社会发展的作用 电力行业作为我国的经济支柱产业之一，始终在国民经济中占有重要位置，回顾电力电缆的发展历程，起源于新中国成立之后，随着社会主义经济的发展，各项体制制度的完善，以及科学水平的提升，与生产、生活密切相关的电缆工业终于从无到有，由小变大，不仅规模和数量日益扩大，而且所生产的产品技术与工艺水平都得到突飞猛进，在国家大力支持基础公共设施建设的同时，其对国民经济状况的影响也越来越大，例如：据有关调查统计，我国的电缆工业从发展以来，生产技术水平已经达到或者接近世界的先进水平，电力电缆年产值达到了惊人的900亿元，占国民经济总产值的2%，由此不难看出，电力电缆的运行程度好坏直接影响着国家的经济发展，而由于电力行业中很多电气火灾事故都源于电缆的故障，所以完善电缆的施工质量，加强维护措施，将有利于排除电力电缆的安全隐患，发挥出其对于维护社会秩序安全、稳定发展的重要作用，因此，针对电力电缆的故障点进行及时、细致、深入的分析与查找，进而一并解决显得尤为必要。 2 常见的电力电缆故障点分析与总结 2.1 短路或接地电力电缆故障 短路故障是电力电缆中最常见的故障之一，一般其有高电阻短路和低电阻短路之分，常伴随电缆的两芯或三芯短路，而当电缆发生短路故障之后，常会发生短路保护装置当中的熔丝被烧断，形成跳闸现象，而且会散发出一种绝缘烧焦的气味，这时的故障点就产生于短路，而接地故障同样分为低阻接地与高阻接地，二者无论从判断工具方面，还是自身性质的划分都有差异，通常来说，可以利用低壓电桥测得并且接地电阻小于20-100Ω的成为低阻故障，而接地电阻高于100Ω，且需要使用高压电桥才能测得的则为高阻故障，一旦发生此类事故，接地所用的监视装置会发出信号，漏电继电保护装置馈电开关产生跳闸。 2.2 断线电力电缆故障 断线故障的发生常会产生两种状况，一种属于高阻断线故障，那么另一种必
行波测距法
行波法故障测距 行波法的研究始于本世纪四十年代初，它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。 行波法的研究始于二十世纪四十年代初，它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。 简介 (1)早期行波法 按照故障测距原理可分为A,B,C 三类: ① A 型故障测距装置是利用故障点产生的行波到达母线端后反射到故障点,再由故障点反射后到达母线端的时间差和行波波速来确定故障点距离的。但此种方法没有解决对故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波加以区分的问题,所以实现起来比较困难。 ② B 型故障测距装置是利用记录故障点产生的行波到达线路两端的时间,然后借助于通讯联系实现测距的。由于这种测距装置是利用故障产生后到达母线端的第一次行波的信息,因此不存在区分故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波的问题。但是它要求在线路两端有通讯联系,而且两边时标要一致。这就要求利用GPS 技术加以实现。 ③ C 型故障测距装置是在故障发生后由装置发射高压高频或直流脉冲,根据高频脉冲由装置到故障点往返一次的时间进行测距。这种测距装置原理简单,精度也高,但要附加高频脉冲信号发生器等部件,比较昂贵复杂。另外,测距时故障点反射脉冲往往很难与干扰相区别,并且要求输电线路三相均有高频信号处理和载波通道设备。 比较 三种测距原理的比较:A 型和 C 型测距原理属于单端测距,不需要线路两端通信,因都需要根据装置安装处到故障点的往返时间来定位,故又称回波定位法;而 B 型测距原理属于双端通讯, 需要双端信息量。A 型测距原理和 B 型测距原理适用于瞬时性和持久性故障,而C 型测距原理只适用于持久性故障。 (2)现代行波法 从某种意义上讲,现代行波法是早期A 型行波法的发展。60年代中期以来,人们对1926年提出的输电线路行波传输理论行了大量的深入的研究,在相模变换、参数频变和暂态数值计算等方面作了大量的工作,进一步加深了对行波法测距及诸多相关因素的认识。 1)行波相关法 行波相关法所依据的原理是向故障点运动的正向电压行波与由故障点返回的反向电压行波之间的波形相似,极性相反,时间延迟△ t 对应行波在母线与故障点往返一次所需要的时间。对二者进行相关分析,把正向行波倒极性并延迟△ t 时间后,相关函数出现极大值。 这种方法也存在对故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波加以区分的问题。由于在一些故障情况下存在对侧端过来的透射波,它们会与故障点发生的反射波发生重叠,从而给相关法测距带来很大困难。 2)高频行波法 高频行波法与其他行波法不同的是,它提取电压或电流的高频行波分量,然后进行数字信号处理,再依据 A 型行波法进行故障测距。这种方法根据高频下母线端的反射特性,成功的区分了故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波。 (3)利用行波法测距需要解决的问题 行波法测距的可靠性和精度在理论上不受线路类型、故障电阻及两侧系统的影响,但在实际中则受到许多工程因素的制约。 1)行波信号的获取 数字仿真表明:故障时线路上的一次电压与电流的行波现象很明显,包含丰富的故障信息,但需要通过互感器进行测量。关键是如何用一种经济、简单的方式从互感器二次侧测量到行波信号。一般来说,电压和电流的互感器的截止频率要不低于10khz,才能保证信号不过分失真。用于高压输电线路的电容式电压互感器(CVT)显然不能满足要求。利用故障产生的行波的测距装置,最好能做到与其他的线路保护(如距离保护)共用测量互感
电力系统故障测距
1、前言 高压输电线路的故障极大威胁了电力系统的安全、可靠运行。高压输电网发生故障后,需要及时巡线以查找故障点,以便及时消除缺陷恢复供电。故障点的准确定位,可以使巡线人员直接找到故障点并处理,从而大大减轻巡线负担,这就可以加速线路故障的排除,做到尽量快速供电,将损失减小到最小。 2、输电线路的故障分类 2.1瞬时故障 这种故障能成功重合闸,不会造成绝缘的致命损害。鸟类以及其它物体的短时的导体之间或导体对地接触也会引起这类故障。 2.2永久故障 它是指导体之间以及包括一个或多个导体对地的短路故障,此类故障发生时,不可能重合闸,多由机械外力造成。 2.3绝缘击穿 由于冰雪、老化、污秽以及瞬时过电压闪络破坏等原因,使得线路某一点绝缘降低,在正常运行电压下绝缘击穿而造成短路,重合闸不成功。此类故障在低电压时不出现故障状态。在故障切除后, 它们大多没有肉眼能 看见的明显的破坏痕迹。 3、故障测距方法的分类 现有的故障测距方法按原理来分,基本上可以分为三大类:阻抗法,行波法,故障分析法。 3.1阻抗法 阻抗法是根据故障时测量到的电压、电流量而计算出故障回路的阻抗,其前提是忽略线路的分布电容和漏电导。由于线路长度和阻抗成正比,因此便可以求出由测距点到故障点的距离。 阻抗法的优点是比较简单可靠。但大多数阻抗法存在着精度问题。它们的误差主要来源于算法本身的假设,测距精度深受故障点的过渡电阻的影响,只有当故障点的过渡电阻为零时,故障点的距离才能够比较准确的计算出来。而且由于实际系统中线路不完全对称以及测量端对侧系统阻抗值的不可知等因素的影响,测距误差往往远大于某些故障测距产品在理想条件下给出的误差标准。 为此,中外学者做了许多研究工作,在提高阻抗法的精度方面进行了不懈的努力,先后提出了解微分方程法和一些基于工频基波量的的测距算法, 如零序电流相位修正法、零序电流迭代法和解二次方程法等等。但迭代法有时候可能会出现收敛于伪根或难于收敛、甚至于不收敛的情况; 解二次方程法则可能会出现伪根,所以阻抗法的主要问题仍然是测距精度。 3.2行波法 行波法的研究始于本世纪四十年代初,它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。
电力电缆故障测试报告.doc
如对您有帮助，请购买打赏，谢谢您！ 电力电缆故障测试报告 时间：2010年03月29日至04月1日 地点：辽宁省盘锦市欢喜岭住宅小区 参加人员：盘锦市欢喜岭物二、凯运公司：萧队长、刘队长、胡工、杨工淄博威特电气有限公司：赵金峰、张华平 使用仪器：CD-63电缆故障探测信号发生器 CD-71电力电缆多次脉冲故障测距仪 CD-715多次脉冲信号耦合器 CD-81数字式多功能电缆故障定点仪 CD-22电缆探测多频组合信号发生器 CD-12数字式多功能电缆探测仪 兆欧表（500V） 整体工作情况：累计测试6条故障电缆、精确定点6个故障点。 根据盘锦市欢喜岭物二、凯运公司的要求，其管辖的住宅小区内电力电缆出现故障而不能运行，需要我公司人员对存在故障的6条电缆进行准确故障定点，下面根据电缆的标记情况及电缆测试的过程逐一进行详细阐述：1．小区1#电缆的探测过程 该电缆自配电房至对面住宅楼。将电缆两端全部解开后，在配电房内用兆欧表测量结果为：红、绿、黄、零色芯线对地绝缘为零，使用CD-71测量结果为：各芯线之间全为22米开路波形。我们先用CD-22在黄色芯线和接地排加入信号（电缆对端未接地），电流显示为0.18A，用CD-12路径探测仪在配电室外找出信号幅值最大处进行标定，然后按设备的指示探测电缆的埋设路径，当走到距离配电室大约22米左右时，信号出现陡然衰减，我们怀疑故障点就在这附近。然后我们停下CD-22,接上CD-63，加5KV高压进行周期放电，携带CD-81在信号出现陡然衰减处定点，得到多次放电的声音波形，同时听到故障点周期性的放电声，经声磁延时比较，确定最小值为1.2ms处为故障点。在该处挖掘后看到故障点， 2．西区3#楼电缆的探测过程 该电缆自配电室至3#楼。将电缆两端全部解开后，在配电房内用兆欧表
电力电缆故障分析
电力电缆故障分析 随着我国经济建设的飞速发展，在各行各业中大量使用电力能源，而电力电缆又是电力输送的主要工具之一。作为电力企业电缆故障会直接威胁到发、变电及电网系统的安全运行，造成巨大的经济损失、严重威胁人民的生命安全。当电缆发生故障后，如何准确快速地查找故障点，修复故障，尽快恢复供电，是长期困扰我们的一项难题。本人根据多年的工作经验，罗列了一些主要的故障类型，浅析了故障原因，介绍常用的故障点的查找方法并在此基础上提出一些故障的防范措施。 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。电缆故障的原因大致可归纳为以下几类：了解电缆故障原因，有利于尽快地找到故障点。 要注意电缆敷设、维护资料的整理与保存。 主要故障原因： 机械损伤(外力破坏)：占58% 附件制造质量的原因：占27%。 敷设施工质量的原因：占12%。 电缆本体的原因：占3%。 一、电缆故障的类型 无论是高压电缆还是低压电缆，在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，其故障类型主要有以下几方面：
1．电缆相芯接地； 2．芯线间短路； 3．芯线或多相断线。 对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断，对于非直接短 路和接地故障，用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判定故障类型。 二、电缆故障的原因 1．机械损伤 机械损伤是引起电缆故障最重要的原因。虽然有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但是在一段时间内就有可能随着损伤的加重而发展成故障。造成电缆机械损伤的主要原因有： (1)电缆与外部物体造成的擦伤；如：与地面、电缆管口、桥架的磨插。 (2)机械敷设时由于牵引力过大而引起的绝缘拉伤； (3)电缆过度弯曲而导致的损伤。 2．绝缘受潮 造成电缆受潮的主要原因有：
智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨
智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨 故障测距系统的构成部分主要有两种，第一种为终端装置，第二种为主站。随着电力电子技术的快速发展，在电网建设中也融入了智能化技术，基于智能电网的构建也相应的产生了智能变电站，在变电站内部的故障测距系统终端装置中使用了不同的采样方式，并利用不同的装置解决了以往的通讯问题。本文分析了智能电网和传统故障测距系统之间存在的差异，探讨了在测距主站中如何保障测距系统可靠运行的有效措施，并提出了可以对故障进行智能化分析的系统，提高了电网故障的诊断效率。 标签：智能电网;行波故障;测距系统;应用方法 行波故障测距系统是使用极其广泛的一种系统，和传统的阻抗测距法相比，具有准确度高、可靠性高的优势，特别是在辽宁等地区已然形成了完善的测距系统。智能电网建设速度的不断提高，使得智能电网的规划和建设范围都有所扩大，因此为了保证稳定供电和人们生活的正常运行，就必须要在电力系统发生故障之后，在最短时间内完成供电恢复。在这种情况下传统的测距方法体现了极大的劣势，必须要根据智能电网的特点设计符合实际故障检测需求的测距系统。 一、传统测距系统存在问题 第一，传统的测距方法在信号接入方式方面存在着落后的现象。目前很多变电站内的测距终端装置无法和电子式的互感器信号相匹配，导致二者无法进行连接[1]。并且在采样的过程中需要把信号电缆放置于控制室的内部，才能够开展集中式采样工作，降低了采样的效率，也无法满足智能化变电站对技术的要求。第二，无法完成高效的信息共享。在传统的测距系统中会通过各种协议将测距结果上传，但是测距系统的录波数据无法向其他不同的装置或者系统进行数据传输，相应的也无法从其他装置中或者系统中获取数据。第三，没有对电网的整体数据和信息进行有效的利用。传统的测距系统只会考虑到在输电线路左右两侧的数据，因此导致算法无法对电网整体的数据进行合理的应用，导致系统运行的可靠性受到影响，也缩小了系统的使用范围。 二、智能电网故障测距系统构成 在智能电网下故障测距系统仍然是以原有系统为基础进行构建的[2]。测距终端装置主要负责的工作内容是采集电力系统或者电网在运行过程中产生的数据，并通过设定好的方式和途径发送到相应的位置。测距主站则是负责对数据和信息进行计算和分析，并对外进行信息发布。测距主站具有就地配置的特點，但是为了减轻后期主站维修和管理的工作压力和难度会选择在远方进行测距主站的配置。如果故障测距系统均选择就地配置的时候则会将其组合后的结构统一称之为测距装置。 三、智能电网行波故障测距系统的应用
国家电网行波测距装置运行规程(试行)
安徽电网行波测距装置运行规程（试行） 安徽省电力公司 二〇〇六年九月
目录 第一章总则 第二章测距装臵及测距系统介绍 第三章参数设臵 第四章装臵运行 第五章装臵管理 附录一 XC-21行波测距装臵常见异常情况及处理 附录二 WFL-2010行波测距装臵常见异常情况及处理附录三 WFL-2010行波测距装臵主站各文件夹内容介绍附录四名词解释 附录五 WFL-2010行波测距装臵终端文件的命名规律
第一章总则 1.1行波测距装臵可以精确定位线路故障点，目前已在安徽电网广泛使用。为了加强对行波测距装臵的管理，提高行波测距装臵的运行可靠性，更好地发挥行波测距装臵的作用，现依据厂家说明书和系统运行实践总结，特制定本规程。 1.2行波测距装臵利用高频故障暂态电流（电压）的行波来间接判定故障点的距离，实现对故障点的精确定位。它可以大大减少巡线的工作量，缩短故障修复时间，提高供电可靠性。该产品适用于110kV及以上中性点直接接地系统。 1.3制定本规程的目的,旨在全省范围内统一和完善行波测距装臵技术管理标准, 同时也可作为全省各单位行波测距现场运行规程和调度运行说明的补充。 1.4本规程适用于我省电网中运行的两种型号行波测距装臵。 1.5各级调度人员、220kV电压等级的发电厂、站值长、电气班长、电气值班人员、220kV变电站值长、值班人员以及各单位继电保护专责人、专业人员均应熟悉本规程。 1.6本规程根据装臵的改动或升级，可能需要不定期地修改完善。本规程解释权属安徽电力调度通信中心。 第二章测距装臵及测距系统介绍 2.1装臵特点 我省电网目前使用两种不同型号的行波测距装臵，即中国电力科学研究院保护与自动化公司生产的WFL－2010型行波测距装臵和山
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
第３５卷第７期２００７年４月１日 继电器 ＲＥＬＡＹ Ｖｂｌ．３５Ｎｏ．７ Ａｐｒ．１，２００７电力电缆故障低压脉冲自动测距方法 许珉，白春涛，秦毅男，廖晓辉 （郑州大学电气工程学院，河南郑州４５０００２） 摘要：为实现电力电缆故障的自动定位和故障性质的自动判断，介绍了一种基于低压脉冲反射法的电力电缆故障自动定位方法，该方法将故障反射波整形为矩形脉冲，通过设置门槛电压来克服电缆中间接头的反射影响，利用相关函数，对信号进行相关处理，消除其他各种干扰的影响。能自动计算电缆故障距离，自动判断电缆的低阻短路故障和开路故障。此方法在基于虚拟仪器的电缆故障测距仪上进行了软件实现，针对电力电缆进行了实测试验，实测结果验证了该方法的有效性和正确性。关键词：电缆故障；低压脉冲反射法；自动故障定位；虚拟仪器；相关函数 ＭｅｔｈＯｄｏｆｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏｃａｔｉＯｎｂａｓｅｄＯｎｌｏｗｖＯｌｔａｇｅｐｕｌｓｅ ＸＵＭｉｎ，ＢＡＩＣｈｕｎ—ｔａｏ，ＱＩＮＹｉ—ｎａｎ，ＬＩＡＯＸｉａｏ＿ｈｕｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅ曲ｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ’Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｆａｕｌｔａｎｄ｛ｕｄｇｍｅｎｔｏｆｆａｕｌｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｍｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ№ｐｅｓ山ｅｆａｕｌｔｒｅｎｅｃｔｉｎｇｗａｖｅｉｎｔｏｒｅｃｔａｎｇｌｅｐｕｌｓｅ，ｍｒｏｕ曲ｓｅｔｔｉｎｇｍｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｍｅｅｆ！ｆ’ｅｃｔｏｆｔｌｌｅｒｅｎｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｂｌｅ｛ｏｉｎｔ，ａｌｓｏｉｔｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｓｏｍｅｏｍｅｒｎｏｉｓｅｉｎｔｅｄ色ｒｅｎｃｅｓｂＶｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ口ｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｍｅｓｉｇｎａｌｕｔｉｌｉｚｉｎｇｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｈｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅ山ｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｆａｕｌｔａｎｄｉｕｄｇｅｔｈｅｌｏｗｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｏｐｅｎ．ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｖ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｉｎｓｎｌｌｍｅｎｔｏｆｃａｂｌｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｌｌｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄａｐｒａｃｔｉｃｅｔｅｓｔｉｓｍａｄｅｏｎａｓｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｂｌｅ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｍａｔｍｅｍｅｔｌｌｏｄｉｓｖａｌｉｄａｎｄｃｏｎ己ｃｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅｆａｕｌｔ；ｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｒｅｎｅｃｔｉｏｎｍｅｍｏｄ；ｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｌｃｌｏｃａｔｉｏｎ；ｖｉｎｕａｌｉｎｓｔｎｌｍｅｎｔ；ｃｏⅡｅｌａｔｉｏｎｆ、ｌｎｃｔｉｏｎ中图分类号：ｒＩＭ７７１文献标识码：Ａ文章编号：１００３．４８９７（２００７）０７—００３７—０４ ０引言 采用电力电缆供电具有安全、可靠、美化城市等优点，随着社会生产的发展，电力电缆的使用增长迅速。城镇市区人口稠密区、大型工厂、发电厂、交通拥挤区、电网交叉区等地方要求供电占地面积较小，一般多采用电缆进行供电。今后，电缆在电力系统中的应用将越来越广泛。但由于电缆埋藏于地下，运行环境复杂，使电缆故障的寻找较为困难，常常需要花费较长的时间。不仅浪费了大量的人力、物力，而且还会造成难以估量的停电损失。所以快速排除故障对提高电力系统供电可靠性、减少用户和供电部门的经济损失有重要意义。目前故障测距多采用行波法ｕ。，由于线芯绝缘介质损耗引起的行波信号衰减，中间接头等的反射和其他干扰等因素，直接实现自动测量较困难，一般是依靠操作人员确定放电脉冲和反射脉冲的起始点。具体的方法是在测距仪器的显示屏上将故障信号的波形调整到合适的大小，再把光标分别移动到放电脉冲和反射脉冲的起始点，计算出故障距离。此方法用户用起来常感不太方便且定位精度与使用者的经验有关。本文采用一种自动故障测量方法，不需要人工移动光标便可实现故障定位及故障类型的判断，对多数不太复杂的故障都能自动快速定位，而对于复杂故障仍可采用移动光标，由人工根据波形判断计算结果的正确性。此方法在基于虚拟仪器幢１的电缆故障测距仪旧。上进行了软件实现，定位精度高，具有实用价值。 １实现原理 电缆线路的故障测试一般包括故障测距和精确定点两部分，其中故障测距是精确定点的依据，按其基本原理归纳为两大类：一类为电桥法：另一类为行波法Ｈ￣７１。其中行波法又可以分为低压脉冲反射法、直流高压闪络法和冲击高压闪络法。当前现场测试的主要方法是行波法，下面以低压脉冲反射法为例，对本文采用的自动故障定位原理进行说明。１．１自动故障定位原理 低压脉冲反射法【ｌ，副是向故障电缆的导体输入 万方数据