Page 42 - 电力与能源2024年第四期

436 冯晨立：基于行波法的电力电缆故障定位技术研究

1.2 电缆故障定位方法 瞬间高压加到故障电缆上，这会造成故障电阻在
1.2.1 线路测试阻抗法 一瞬间出现短路，然后就需要采用低压脉冲反射
阻抗法定位故障的原理是在测试端到故障点 法，使用脉冲反射仪来测量故障波形。针对高电
之间，测量阻抗，并结合线路的电气参数进行分 阻和闪络等电力系统中出现的各种故障，提出了
析，从而计算出故障位置到测试点之间的距离。 一种新型的电力系统保护方法。在进行试验时，
这种方法原理相对简单，实施起来也比较容易，在 要考虑采用一个充电电容器持续地对其进行直流
具体的运用中往往与传统的桥接法相结合。 充电，直至充电电容器与故障电缆之间形成一个

电桥法是将有缺陷的相线与无缺陷的相线进 直流放电的圆形间隙，由于直流放电所产生的高
行连接，并将电桥的两个端部各连接一个回路支 压脉冲在故障电缆中到达一个故障点时，会导致
线。电桥两端的电阻是可以调节的，所以必须要 其被打开或击穿放电，而燃弧在被一个故障点打
不停地调节，直到电桥两端的电阻不再流动，这样 开或击穿后，所表现出来的火焰就成为了低阻。
才能保持一个稳定的状态。在对试验端距进行分 这时由脉冲产生装置将低电压的脉冲发送至探测

析时，还应将两者之间的比值与未发生故障的相 端处，并与探测端处的线缆进行切换，由探测端处
线长度进行综合考虑。 返回的脉冲信号便可推算出探测端处与故障点处
电桥法的准确率高，理论分析简便，应用前景 的距离。高压电弧反射法具有耐久性好、测试时
广阔，但是适用场合受到限制，当测量到高阻抗、 间短等优点。该方法的缺点是：由于试验装置与
闪络等故障时，因电桥中的均衡电流太低，所以判 其工作部位之间的差异，装置之间容易发生相互
定困难，测距结果不能满足要求。在使用不同材 作用而损坏试验装置；在试验装置工作时，尽管脉

质、横断面积电缆导线的情况下，还要进行转换， 冲信号会对故障部位产生作用，但难以直接摧毁
并以精确的电缆线路参数为依据，得到相关的结 故障部位。因此，需要在不同地点进行脉冲发射，
论。再者，当三相短路故障不出现时，则不能使用 以避免在同一地点进行测试可能产生的问题。此
电桥方法对其进行有效的测量 。 外，为了精确定位故障点的位置，还需要测量和分
［3］
1.2.2 线路行波测距法 析高压攻击下由故障点所产生的电流行波信号，
行波测距法定位故障的基本原理是向故障电 并对其进行分析和计算，以此来确定故障点与测

缆中输入一段传播速率已知的行波，并测量该段 试地点之间的距离。
行波在故障电缆中的传输时间和反馈时间，通过 1.3 故障定位方法存在的问题
综合这两个时间参数，可以计算出线路故障点到 （1）传统的基于信息测距的单端检测方法，其
电缆测试端的距离。在当前的实践中，低压脉冲 检测范围的判定依赖于线缆本身的保护装置，维
和高压电弧反射是两种主要的反射方式。 修人员需要通过测试装置进行检测，这会增加维
［4］
低压脉冲反射法是一种常见的探测手段，可 修工作的难度，延长对线缆的检测周期 。
以探测到有故障或有低阻抗的导线。在测试中， （2）电缆的种类繁多，所以其发生故障的原因
通过脉冲发射器，能够将低压脉冲发射到故障电 及类型也各不相同。当一个节点发生故障时，将
缆，在脉冲到达故障点或接头时，就会发生发射脉 会造成一个特殊的阻值，即为超阻，该特殊的节点
冲，在测试点收集到发射脉冲后，需要进行记录。 将会在此处形成一个与一般电流相异的故障，从
然而，该方法的应用范围很小，不适合在高电阻的 而使得传统的单端检测方法在进行故障位置检测

地面上或有短路的情况下使用。 时，不能得到正确的数值。当传输线路较长时，往
高压电弧反射法是基于低压脉冲法的技术。 往还会产生混合参数、T 型线路等问题，传统的单
在高阻接地和闪络故障中，不能采用低压脉冲反 端信息定位方法在这类线路中运用时，不但需要
射法进行电流测试，因此采用高压电弧反射法将 进 行 繁 琐 的 计 算 ，而 且 还 难 以 获 得 精 确 的 测 量