電纜故障和路徑中測繪一體化技術(shù)的應(yīng)用

盧燕++施衛(wèi)鋒

摘 要：在我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力系統(tǒng)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，也已經(jīng)成為保證我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，而在電力系統(tǒng)的發(fā)展中，電纜的使用發(fā)揮了巨大的作用。時(shí)至今日，10 kV的電纜已經(jīng)出現(xiàn)在我國的各個(gè)地區(qū)，在對(duì)電纜的測繪工作中，之前的測繪辦法比較單一，僅僅是通過個(gè)人的印象來對(duì)電纜的走向進(jìn)行一個(gè)模糊的判斷；再或者是通過一些探測儀器來進(jìn)行一個(gè)比較局部的探測，這樣很難形成對(duì)電纜測繪的一體化，為電纜的總體發(fā)展帶來諸多弊端。針對(duì)這個(gè)問題，相關(guān)部門研發(fā)了一款最新的能夠?qū)﹄娎|進(jìn)行迅速定位的系統(tǒng)，在很大程度上滿足了電纜的日常維護(hù)以及對(duì)故障的及時(shí)處理。

關(guān)鍵詞：電纜故障 路徑測繪 一體化 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0061-02

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了舉世矚目的發(fā)展，在電力行業(yè)，我國在各個(gè)地區(qū)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高低壓線路的電纜化。而在日常的工作中，如何保證電纜的安全成了保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重，并直接影響到人們的生活以及生產(chǎn)。以往普遍使用的對(duì)電纜的監(jiān)測以及排除故障的方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今，并且存在一定的問題，在對(duì)電纜的故障排查中很難做到對(duì)故障點(diǎn)的精確定位，使得工作人員在進(jìn)行檢修的時(shí)候很難迅速找到故障點(diǎn)，嚴(yán)重影響對(duì)故障的排除效率。因此，如何保證能夠快速實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜線路的監(jiān)測已經(jīng)成為保障整個(gè)電力系統(tǒng)安全發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

1 常見的電纜故障以及監(jiān)測

隨著電纜在電力系統(tǒng)中使用的普及越來越高，所出現(xiàn)的問題也是不可避免的，在我國的電力電纜的使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題大概有這么幾種：一是因?yàn)橥庾o(hù)套的破損而導(dǎo)致進(jìn)水，造成交聯(lián)電纜的損壞；二是因?yàn)殡娎|的實(shí)際路徑跟圖紙上設(shè)計(jì)的出現(xiàn)差別；三是工程竣工時(shí)候的資料不完整，電纜頭出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷；其他的問題還包括對(duì)老化的評(píng)定技術(shù)缺乏嚴(yán)格的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境對(duì)電纜造成的損壞等，這些都會(huì)對(duì)電纜的維修造成嚴(yán)重的困難。

一旦電纜出現(xiàn)故障，首先需要對(duì)故障進(jìn)行測試，通常需要如下幾個(gè)步驟：首先是對(duì)故障性質(zhì)的診斷；然后對(duì)故障進(jìn)行距離的測繪；最后是對(duì)故障進(jìn)行精確的定點(diǎn)。其中性質(zhì)診斷是對(duì)故障的性質(zhì)做一個(gè)初步的判斷，然后確定使用什么樣的測試方法來對(duì)故障進(jìn)行診斷；完成這步工作之后要在故障的電纜上增加一些測試的信號(hào)，這樣就可以確定故障存在的距離，這也是為下一步的精準(zhǔn)定位做的準(zhǔn)備工作。而精準(zhǔn)定點(diǎn)就是對(duì)故障的位置進(jìn)行精確的定位，然后就是對(duì)故障進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的修改或者排除了。

2 對(duì)電纜故障監(jiān)測的方式

目前使用最廣泛的測試辦法是離線測距的方式，就是在故障出現(xiàn)之后，根據(jù)相關(guān)設(shè)備離線測量故障出現(xiàn)的距離。這種辦法有一定的不科學(xué)的問題，比如說測距時(shí)需要很長的時(shí)間，也會(huì)給檢修人員帶來一定的困難。在離線測距的方式中主要包含兩種方法，一種是阻抗法，一種是行波法。阻抗法主要是根據(jù)測量以及計(jì)算出的故障位置與測量端的阻抗，然后通過分析電纜線路的參數(shù)信息，最后進(jìn)行計(jì)算，得出故障的距離，經(jīng)常使用到的方法有電橋法，這種辦法有方法簡單、精度高的特點(diǎn)，但是能夠適用的只有高阻性的故障或者是閃絡(luò)性的故障，除此之外，還需要提前獲知電纜的參數(shù)信息，不然就會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。而行波法則是根據(jù)行波的傳播速度，獲知行波的傳播時(shí)間，來對(duì)故障的地點(diǎn)進(jìn)行定位，通常使用的辦法有低壓脈沖發(fā)射法以及脈沖的電壓法，其中低壓脈沖發(fā)射法并不需要獲取電纜的詳細(xì)參數(shù)，存在的缺陷則是不能對(duì)高阻故障以及閃絡(luò)性故障進(jìn)行測量。

除了上述傳統(tǒng)的幾種監(jiān)測方式之外，在如今使用最多以及發(fā)展最迅速的是在線測距，這種方式是根據(jù)GIS技術(shù)來完成對(duì)故障的測量以及精確的定位的。GIS技術(shù)可以把地圖的獨(dú)特的視覺效果以及地理的信息進(jìn)行分析，并且可以與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行集成，然后去完成一些查詢、管理以及統(tǒng)計(jì)的工作。GIS技術(shù)之所以能夠得到廣泛的使用，除了上述的特點(diǎn)之外，還可以對(duì)其他系統(tǒng)的信息進(jìn)行科學(xué)化的區(qū)分，還能夠?qū)臻g的信息進(jìn)行管理以及分析，正是因?yàn)镚IS技術(shù)擁有的這些優(yōu)勢，才使它能夠在更加廣泛的公共以及個(gè)人的企事業(yè)單位中發(fā)揮巨大的作用，可以幫助企業(yè)進(jìn)行事件的解釋、預(yù)測結(jié)果以及對(duì)戰(zhàn)略進(jìn)行規(guī)劃等。

而在電力系統(tǒng)活動(dòng)中，使用GIS技術(shù)可以在電力系統(tǒng)中對(duì)各電纜的信息進(jìn)行輸入，然后將測試的結(jié)果與GIS數(shù)據(jù)庫相連，就能夠很快地對(duì)故障的發(fā)生位置進(jìn)行定位，為工作人員的維修節(jié)省了大量的時(shí)間，從而大幅度提升電纜故障排除的效率。當(dāng)然，GIS技術(shù)能擁有如此完美的工作能力，它需要一些必要的條件支持，比如：完善的電纜以及地理的信息資料、完善的軟硬件設(shè)施以及安全的在線監(jiān)測的并行應(yīng)用等。除了這種方式之外，還有一種屬于高速光電傳感技術(shù)的電纜故障測距方式，這種技術(shù)就是利用故障在發(fā)生的同時(shí)，在故障發(fā)生的點(diǎn)向電纜的兩端傳播浪涌電流，然后根據(jù)這種電流到達(dá)電纜兩端的時(shí)間差，再利用設(shè)計(jì)好的公式以及浪涌電流在電流中傳播的速度，來對(duì)電纜所發(fā)生的故障的位置進(jìn)行計(jì)算，這種方式同樣可以對(duì)故障的位置進(jìn)行一個(gè)非常精準(zhǔn)的定位。

3 綜合GPS與路徑探測技術(shù)實(shí)現(xiàn)測繪的一體化

現(xiàn)如今，全球定位系統(tǒng)（GPS）已經(jīng)在各種行業(yè)或者領(lǐng)域得到了大范圍的使用，電力行業(yè)也不例外。

首先是對(duì)地下電纜的監(jiān)測，對(duì)于地下電纜進(jìn)行監(jiān)測傳統(tǒng)的方式是使用路徑測試以及測繪來實(shí)現(xiàn)外業(yè)的工作，最后再根據(jù)內(nèi)業(yè)的工作形成圖表。這樣的方法也存在一定的問題，比如說在進(jìn)行多次工作之后一些表示點(diǎn)就會(huì)受到破壞，這樣就需要進(jìn)行重復(fù)的作業(yè)，最終使得設(shè)備出現(xiàn)問題造成測繪數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

針對(duì)上述的問題，可以使用彩屏智能數(shù)字管線探測儀，還可以使用自主研發(fā)的通訊模塊與GPS進(jìn)行結(jié)合，通過對(duì)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，最終形成內(nèi)外業(yè)數(shù)字一體化的探測。這種方式可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)的存放于外部的GPS手持機(jī)中，降低人工的作業(yè)記錄，進(jìn)而大幅度提升工作的效率。最后通過對(duì)數(shù)據(jù)的提交，并進(jìn)行修正之后直接呈現(xiàn)在GPS或者是免費(fèi)的地圖中。

最后介紹一些系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)的一些主要的功能。首先是路徑探測測繪一體化的流程，這需要有一臺(tái)精確、可靠、方便操作以及抗干擾能力超強(qiáng)的電纜路徑儀，這樣可以對(duì)電纜的位置以及走向進(jìn)行實(shí)時(shí)的測尋。然后是對(duì)電纜路徑進(jìn)行查找，并與通訊模塊以及GPS手持機(jī)進(jìn)行同步的連接，來對(duì)經(jīng)緯度以及高程數(shù)據(jù)等重要數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這樣就可以更快地幫助系統(tǒng)繪制出電纜的路徑，完成高精度的繪制目標(biāo)，最終為建立電路的數(shù)據(jù)路徑庫做好準(zhǔn)備。此外，還需要注意一點(diǎn)，就是GPS的信息庫的隨時(shí)更新，因?yàn)榈乩淼男畔⒁矔?huì)不斷發(fā)生變化，人類的一些活動(dòng)也可能對(duì)電纜造成一定的影響，因此需要人們對(duì)電纜信息的采集設(shè)備與GPS的信息庫進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，對(duì)出現(xiàn)差異的信息進(jìn)行及時(shí)修正，只有這樣才能保證電纜的路徑與實(shí)際的狀況始終保持一致，保證系統(tǒng)繪制的電纜路徑的數(shù)據(jù)是最精確的。

4 結(jié)語

在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)中，保證電力的安全運(yùn)行就是保證經(jīng)濟(jì)的安全發(fā)展，而電纜的安全運(yùn)行則是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要前提。在對(duì)電纜的安全監(jiān)測的過程中，綜合電纜故障定位儀器發(fā)揮了巨大的作用，它可以對(duì)電路的路徑、GPS的一體化以及生成電路的敷設(shè)路徑做出巨大的貢獻(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)多種電路故障的精準(zhǔn)定位，從而在很大程度上提升了整個(gè)電力系統(tǒng)的工作效率，保障了電力的安全運(yùn)行，提高了人們對(duì)生活以及生產(chǎn)的要求。

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