? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。

? 電纜故障定位研究巳經(jīng)有很長(cháng)的歷史，從世紀電纜問(wèn)世以來(lái)，探索電纜故障點(diǎn)的工作就開(kāi)始了。最早采用人工巡線(xiàn)的方式來(lái)查找故障點(diǎn)，這種浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文方式效率低耗時(shí)長(cháng)。隨著(zhù)科技技術(shù)的發(fā)展，電纜故障定位方法探索經(jīng)歷了模擬式、單端數字式、雙端故障定位和智能故障定位四個(gè)階段。

? 現代故障定位方法按照原理不同，可以分為阻抗法和行波法。阻抗法基于歐姆定理，通過(guò)測量故障電纜一端的電壓電流信號，利用電纜纖芯的阻抗與電纜長(cháng)度之間的正比關(guān)系，來(lái)求取電纜故障點(diǎn)到測量端的距離。阻抗法作為最早出現的電纜故障測距方法，具有原理簡(jiǎn)單，實(shí)現方便的等優(yōu)點(diǎn)，但適用范圍比較局限。現有的阻抗法主要包括經(jīng)典電橋法和分布參數法。經(jīng)典電橋法將被測電纜故障相與非故障相末端短接，利用電橋平衡來(lái)求解故障距離，簡(jiǎn)單方便，但是受到故障過(guò)渡電阻影響較大。當發(fā)生高阻和閃絡(luò )故障時(shí)，電橋電流很小難以探測。分布參數法利用測量點(diǎn)測得的電壓和電流向量，列出電纜故障線(xiàn)路分布參數方程，通過(guò)求解方程得到故障點(diǎn)和測量點(diǎn)之間的距離。但是分布參數法的精度受到故障距離影響，故障距離測量點(diǎn)越近故障定位精度越差。

? 近年來(lái)阻抗法逐漸被行波法取代。行波法是依靠行波傳輸理論，通過(guò)測量故障行波在故障點(diǎn)和測量點(diǎn)之間傳播時(shí)間，在行波波速巳知的情況下，計算故障點(diǎn)到測量端的距離。行波法一般分為高頻豚沖法、單端法和雙端法三種。高顏脈沖法是出現較早的行波測距方法，主要依靠設備在電纜一端注入脈沖信號，信號在故障電纜中發(fā)生折反射，通過(guò)記錄脈沖信號在故障點(diǎn)和注入端的往返時(shí)間來(lái)確定故障點(diǎn)。高頻脈沖法又可以細分為低壓脈沖法、沖擊閃絡(luò )法等。

? 低壓脈沖法是一種無(wú)損測距方法，但是由于低壓脈沖無(wú)法擊穿電纜高阻故障，因此低壓脈沖法只適合于開(kāi)路故障和低阻故障，且精度隨著(zhù)故障電阻的上升而下降。沖擊閃絡(luò )法是利用故障點(diǎn)被高電壓擊穿后產(chǎn)生的電流行波信號在測量端和故障點(diǎn)往返一次的時(shí)間差和波速的相乘來(lái)算出故障距離。單端行波法指的是：通過(guò)在電纜線(xiàn)路一端安裝接收行波的裝備，接收故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波，利用測量行波在故障點(diǎn)和測量端往返一次的時(shí)間，計算、判斷故障點(diǎn)的具體距離。由于單端行波法只需要在線(xiàn)路一端安裝設備，成本較雙端行波法低，但是存在故障反射波識別困難的問(wèn)題。

? 雙端行波法是利用同步通信，測量故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波到達兩端的時(shí)間來(lái)計算故障點(diǎn)的位置。相較單端行波測距方法，雙端行波測距方法只需要知道初始故障行波的到達兩端的時(shí)刻，就可以準確求取故障點(diǎn)的位置，不需要識別故障點(diǎn)反射波，實(shí)現原理更為簡(jiǎn)單，定位精度也更高。

? 電纜故障位置準確定位難度大，現實(shí)經(jīng)濟價(jià)值和民生意義重大，所以，進(jìn)年來(lái)越來(lái)越多的國外學(xué)者投身于電纜故障定位研究中。不少新的電纜故障定位方法被推出。美國學(xué)者等人提出了改進(jìn)的單端行波測距方法，利用零模和線(xiàn)模分量的初始波頭到迗單端的時(shí)間及零模和線(xiàn)模分量的傳播速度來(lái)計算故障距離，避免了傳統單端行波測距方法中識別故障反射波的問(wèn)題。等人將應用于電纜和架空線(xiàn)混合線(xiàn)路的故障情況分類(lèi)中，提出基于支持向量機的電纜架空線(xiàn)單端行波故障定位方法，故障點(diǎn)識別率正確率達到。英國學(xué)者等人通過(guò)選擇母小波和

閾值，提出一種改進(jìn)的小波變換方法，并將其應用于局部放電量的提取中，具有良好的去噪能力。等人提出了星型線(xiàn)路的通用行波測距方法。

國內學(xué)者對電纜故障診斷及故障定位方面進(jìn)行了大量富有成效的研究。有文獻可查的成果，如位韶康、陳平提出在雙端加裝通信設備，利用波頭到迗兩端的先后次序來(lái)給故障點(diǎn)分類(lèi)而后基于單端接收到的前三個(gè)波頭定位故障的方法。胥杰、張用健等將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )應用于單端行波測距中，將到達測量端的前三個(gè)波頭之間的時(shí)間差及其波頭極性作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的輸入，訓練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現故障點(diǎn)的初步定位，然后根據故障距離與波速、傳輸時(shí)間的關(guān)系來(lái)識別第二個(gè)波頭性質(zhì)，從而實(shí)現精確定位。等提出了基于行波頻率的單端行波測距方法，通過(guò)行波頻率來(lái)確定行波波速，減小了波速不確定對行波測距造成的誤差。林湘寧等分析了行波測距中截斷誤差產(chǎn)生的原因，提出通用的行波誤差的修正方法，該方法在較低采樣頻率下能顯著(zhù)地提高行波測距精度，具有較好的工程應用前景杜林等提出了采用波形相關(guān)分析算法的雙端行波測距方法和定位系統的總體設計方案，并設計了輸電線(xiàn)路的模擬實(shí)驗。張小麗、曾祥君等提出將變換應用于故障行波波頭的檢測中，與傳統的小波變換相比，變換不存在變換參數的選擇問(wèn)題，結果具有唯一性，推廣方便。陳羽等對雙端行波測距原理進(jìn)行了拓展，提出了適用于電網(wǎng)的廣域行波測距的方法。

在基于行波原理的故障定位方法外，還有學(xué)者提出了其他原理的故障定位方法。文獻利用電纜故障點(diǎn)的溫度變化來(lái)確定故障點(diǎn)。文獻在電纜線(xiàn)路的分布參數模型基礎上推導出功率平衡下的故障測距方程，并通過(guò)迭代法求解。有所查文獻可知，目前故障定位方法以離線(xiàn)方式居多。這種離線(xiàn)故障定位方法需要先將故障電纜切除，因此賽時(shí)費力，實(shí)時(shí)性相對差。在線(xiàn)故障定位法擁有離線(xiàn)故障定位法難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，是電纜故障定位的發(fā)展方向。在線(xiàn)故障行波測距具有無(wú)需知道線(xiàn)路具體參數、定位迅速等優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱門(mén)。研究表明，造成行波法測距誤差的主要原因：

(1)行波波頭到達時(shí)間的不確定性。故障行波在輸電線(xiàn)路上以不同模式傳播，每種模式中各頻率分量的傳播速度和衰減也不盡相同，使行波在輸電線(xiàn)上傳播時(shí)產(chǎn)生色散現象，造成行波到達時(shí)閩難以準確判斷。

(2)行波波速的不確定性。行波在電纜或架空線(xiàn)中傳播時(shí)，波速并不是統一的。行波的傳播速度與行波的頻率有關(guān)，當行波傳播距離較近時(shí)，行波中高頻分量豐富，這部分高頻分量以接近光速傳播；當行波距離較遠時(shí)，高頻分量減少，這時(shí)波頭中的高顏分量就會(huì )以相對較慢的速度傳播，使得行波傳播速度難以統一選取。傳統的行波法采用經(jīng)驗波速，往往會(huì )與實(shí)際波速存在差異，這是造成誤差的主要原因。

(3)對于單端行波測距方法，還存在著(zhù)故障點(diǎn)反射波識別的難題。目前市場(chǎng)上的電纜故障定位設備一般釆用的是阻抗法和高頻脈沖法。

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