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  电揽故障诊断的研究现状与进展

  自从电缆发明出来以后，电缆故障定位方法就随之产生，早期的故障定位方法是折半法，即每次在线路的中点进行检测判断，然后折半检测，这种方法费时费力，不能快速检测出故障的具体位置，只能大概地定出一个区域，可行性差，维护成本高。经过几十年的发展，逐步经历了模拟式阶段、单端数字式阶段、双端故障定位阶段和智能故障诊断阶段。

  故障定位发展与各阶段科技发展密不可分。早期的模拟式故障定位阶段通过装置静态式或机电式电子仪器组成模拟定位装置，之后又发展起来的故障录波仪以光电转化为原理，利用胶片进行故障记录，根据故障录波仪记录的电信号来粗略计算出故障点的位置，但其精度并不高。

  上世纪九十年代的计算机技术和通信技术都有了较快的发展，电缆故障定位也随之发展到了单端数字式阶段，利用计算机进行故障定位是这个阶段最主要的特点，其原理是将检测到的故障信息输送到计算机，利用计算机超强的计算能力将各种算法集中在一起，不断修正结果，进而求得故障距离，有些算法如小波分析已应用到实际故障定位装置中。但是，该方法不能克服故障电阻对故障定位精度的影响，从而使其不能广泛应用到各种故障中。

  近年来，电缆故障定位成为各国专业人员的研究焦点之一，众多研究人员推出各种新的方案，理论研究推陈出新，但是由于现场条件难于满足，大部分研究成果均保持在理论与仿真阶段，因而实用性还有待验证。按照不同的原理，电缆故障定位方法基本可分为行波法和阻抗法。

  行波法在电磁波传播理论的基础上，通过测量出电磁波在故障点和测量点之间传播的时间，已知电磁波在电缆中传播的速度，从而计算出故障点与测量点之间的距离，从而确定故障点的位置。行波法主要分为三种类型，即单端法、双端法和高频脉冲法。第一种类型利用故障点产生的行波，测量出故障点和测量点电磁波往返一次的时间来计算出故障点的距离；第二种类型是故障点产生的行波分别向两端进行传播，通过测量和计算到达两端的时间差来确定故障点的位置，该方法具有较高的要求，需要利用卫星同步装置来检测，实现起来成本高，难度较大；第三种类型是故障发生以后，从电缆一端注入一个高频信号，当到达故障点时，该脉冲信号发生反射与折射，通过计算该脉冲在电缆测试端和故障点之间的往返时间来计算出故障点的位置，该方法原理简单，精度较高，但和双端法一样，系统比较复杂和昂贵，反射脉冲中夹杂着较多的干扰信号，且难以区分，因此也降低了这种方法的可靠性与实用性。第三种类型的行波法在经过二十多年的发展，已经相继出现了低压脉冲法、冲击闪络法、直流闪络法和二次脉冲法等。

  低压脉冲法一般对绝缘电阻在以下的低阻故障定位很准确，但随着故障阻值的不断升高，其定位精度也随之下降。冲击闪络法和直流闪络法主要针对髙阻故障的定位问题，冲击闪络法是适用范围最广泛的一种故障测试方法，这两者均包括了电流直闪法和电压直闪法。电流直闪法接线简单，但产生的噪声信号也较多，不易判断出其中的故障点，盲区也较大。电压直闪法波形清晰，盲区较小，但接线较为复杂。髙压直流闪络法适合于测量间歇性故障，在发生闪络的时间内，故障点呈短路状态或接地状态。

  阻抗法是的基本原理是利用欧姆定律，测量故障电缆一端的电压值和电流值，已知电缆的长度和阻抗存在着正比关系，因此可以由测量值计算出测量端和故障点之间的距离。阻抗法与其它方法相比具有原理简单，容易实现，成本低等优点，其定位误差一般在之间，该方法在国内外已经有了较广泛的应用。但是，阻抗法的使用范围较为限制，只适合于简单的线路和低阻故障，当故障点的过度电阻较高时，其定位精度会随之而降低。

  经过全世界几十年的共同努力，电缆故障定位已经取得了很多成果，但由于电缆实际情况的复杂性，配电网络的密集型，因而实际定位精度与理论研究还有很大的差别，许多技术性的问题还没有得到有效的解决。因此需要不断提出新的研究方法，来提高故障定位的精确性。目前大多数故障定位方法为离线方式，但在一些地方，电缆维护和检修具有特殊性，需要在线故障诊断，并且在线方式从长远发展来看，具有离线式无可比拟的优势。

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