電力電纜故障低壓脈沖自動測距方法

摘 要：低壓脈沖自動測距方法有效實現了對電纜故障距離和故障性質的自動定位和判斷，并以其準確定位、方便操作、程序簡單等優勢，開拓著使用市場，文章就其工作原理進行分析，并證明其實用性。

關鍵詞：電力電纜；故障點；低壓脈沖自動測距方法

基于電力電纜安全、可靠以及美化效能，在城市電網建設中被廣泛應用，但是由于電纜一般埋藏于地下，使得故障檢測困難，這就提升了故障檢測的資金、技術、人員等相關性投入，所以，必須強化故障檢測技術的使用，以提升故障檢測的準確性，下面我們就低壓脈沖自動測距方法進行說明。

1 低壓脈沖自動測距方法的理論依據

電纜故障的測試方法主要有故障測距和精確定點兩種，其中，故障測距是實現精確定點的基礎，根據其工作原理來分，可分為電橋法和行波法兩種，而行波法是現階段故障測距的主要方式，其通過將故障信號的波形調整到適當大小，將光標移動到放電脈沖以及反射脈沖起始點，而將故障距離計算出來，而低壓脈沖自動測試方法就是行波法的一種，其通過故障自動定位，不需要人工將貫標移動，就可有效定位故障和判斷故障類型，此種方法具有大度的精確性，而且具有一定的設備支持，如電纜故障測距儀，這就有效實現了其實用性。就其工作原理來看，主要表現在：

1.1 自動故障定位原理

低壓脈沖反射法是進行低壓故障測試的有效方法，其將沖脈信號輸入到故障電纜到體制中，并按照故障點發射脈沖和反射脈沖的時間差距實現測量，依據故障距離L是行波速度v和時間差△t之積的一半而進行舉例計算，即為L=△tv/2。而在故障性質判斷中，則依據反射脈沖的極性即為正負極進行判斷，若運用負性發射買幣，則會出現正負交替波形，若斷線故障情況下的極性相同，則脈沖極性則為負性。這種故障測試方法具有操作簡短、波形直觀、資料依據低等優點，因此在電纜全長測試以及行波速度測試中被運用，但是，在進行故障定位中，往往以發射波和反射波的最大值進行定位，而由于高頻干擾的影響，使得計算結果經常出現錯誤，從而導致定位不準，針對其問題，通過采用計算機軟件進行檢測定位，以矩形脈沖形式對發射波以及反射波進行整形，在計算出兩者時間差之后，來定位故障發生點，同時，強化波形處理，確定正負極性信息后，將故障性質傳達給檢測者，這就以計算機工作方式，排除了檢測過程中的干擾性，利于實現精確定位。

1.2 檢測過程中的干擾因素及其處理方法

電纜中間接頭處的反射波干擾是阻礙波形獲得的一個重要原因，在檢測中，必須對其分析，并采用合適的方法進行處理。在采用行波法檢測故障和進行故障定位時，中間接頭處往往會出現反射干擾，究其原因在于電纜過長，行波檢測能量達不到檢測標準，電纜出現故障后自動發生截斷，導致信號中斷或是無法接受波形信號，因此，在檢測中，往往采用延長測試時間、增加電流沖擊量的方式，獲得相應的波形，進而實現故障點定位。當發射干擾現象發生時，由于中間接頭所產生的干擾性較弱、其反射波幅度與故障點相比較小，因此，可以采用在儀器上面設置門檻電壓的方式將反射干擾消除，以獲得有效的波形，確定故障點位置。由此來看，在反射干擾消除后，發射波和反射波的極性都變為正極。如圖所示：

脈沖干擾是影響故障定位的又一因素，在其問題解決中，可采用多種相關性方法，如采用信號相似性研究的方法進行干擾消除，通過信號信息的檢測、識別和提取來實現；而針對于在運用行波法進行測驗中所產生的相似波形，要通過相關系數計算和比較，對發射波和反射波的相似度進行計算后，來確定故障點，若信號完全相同，相關系數則為1，若不同，則小于1，由于整形后獲得矩形脈沖的原因，相似度越大，其軟件處理程度越低，其操作越為簡單，這就不需要將每次位移所產生的相關值進行記錄，而只需要將脈寬記錄即可，若出現小于二分之一的反射波脈寬的脈沖，可將其認為是干擾脈沖。

由于發射波和發射波高頻分量的影響，會造成整形后出現矩形脈沖串，這就影響了故障點定位的準確性，然而由于脈沖距離較近，時間間隔不大，往往在十幾秒中，因此，可以采用覆蓋方法進行消除，當采樣值大于門檻值時，對后期數值并不予考慮，在獲得幾次連續性采樣值為1的情況下，即可將高頻分量干擾消除，這利于提升兩者波形的相似度，進而實現準確定位。

2 原理使用下的結果分析

采用低壓脈沖反射法對故障點進行定位，將低壓脈沖發生器所發送的脈沖波幅調整為200伏，脈沖波寬定位于0.5微秒，則可發現，在接頭電纜測試中，第一個波形為發射波，為負極，中間為反射干擾，最后為故障點反射波，為正極；在接頭反射波測驗中，由于故障點的反射波較弱，采用門檻電壓和覆蓋軟件進行整形，這就有效實現了高頻信號干擾，若不適用覆蓋軟件，其整形后的坡形中，則會在反射波附近出現很窄的矩形脈沖；根據相關區縣而產生的最大值時間差，可以有效計算出故障距離，從實驗得出發射波相關值與干擾信號相關值較小，而發射波和反射波相關值較大，由此看來，通過后兩者的計算，可以對干擾信號進行消除。

3 結束語

低壓脈沖自動測距方法是實現電纜故障自動定位的一種有效方式，其通過對故障距離的自動計算，對故障性質的自動判斷來實現其工作，這就減少了人工工作量，而且其操作程序簡單，能夠有效排除干擾因素等，定位精確，這就方便用戶使用，進而提升了其使用空間和價值。

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