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  电缆故障检测的意义

  电力系统是国民经济的基础工业,自电力电缆发明以后,就在世界各国的电力系统中得到了越来越广泛的应用。电力电缆具有安全、可靠、分布有利于美化城市与优化厂矿布局等优点。随着我国经济的迅速发展,城市规模的不断扩大,由于土地资源紧张,同时为美化环境,电力电缆在我国获得了越来越广泛的应用。同时,电力系统运行生产的安全性和可靠性对国民经济发展起到重要的作用,一旦在电力系统运行中出现恶性事故,将会造成国民经济的重大损失,并对国家政治和人民生活产生严重的影响。

  现代电力系统日益复杂,输电容量的不断提高,输电线路故障对社会生活造成的危害也越加严重,这就对电力系统的安全稳定运行、监控及保护提出了更高的要求。通过对全国主要城市、冶金和石化系统的家电力电缆运行维护单位电压大于的电力电缆在至年期间的故障统计表明,一电力电缆的平均运行故障率由年的次逐年下降到年度的次·,经济发达国家相比仍高出约倍。

  当输电线路发生故障时,为了尽快找出故障点,需要组织大量的人力物力,既费时费力耗资巨大,又存在很大的误差,延迟了送电时间,给电力系统带来了巨大的经济损失和社会影响。因此,对电力系统输电线路进行快速准确的故障检测是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一。在这个前提下,电力电缆故障检测系统的研究和开发就有着重要的理论意义和实用价值。近几十年来,基于输电线路故障检测,特别是架空输电线路故障测距问题的研究,国内外学者己作了大量的工作,提出了许多实用的方法。比较架空输电线路和电力电缆线路,两者虽有相通之处,但也有不同之处和优势。例如,一般架空线的电感比电缆电感大,而架空线电容比电缆电容小,架空线路一般用于中高压输电,且线路较长,而电缆则多用于中低压输电,且长度较短等。考虑到它们的异同点,可以帮助我们在原有输电线路故障测距方法的基础上,结合电力电缆自身特点,在原理和方法上进行深入研究,提出在工程上更实用、更精确的故障检测方法。

电缆故障检测的现状

  从七十年代至今,电缆故障检测技术取得了长足的发展和进步,各种测试方法和测试仪器应运而生,电缆故障检测技术不断得到完善和提高,并且在现实中得到了广泛的应用。国内外的文献资料对于行波法都有比较多的研究一,有的提出了相关分析定点法确定行波的到达时刻。有的针对型单端测距法和型双端测距法,对变电站的故障实例进行了研究。还有的提出了带

补偿的型双端行波测距算法”。也有人提出了利用最小二乘法进行输电线路故障测距的算法,利用电缆线路的分布参数,根据功率平衡原理计算故障点的方法,以及借助时钟精确确定脉冲的到达时刻“等。日本学者采用脉冲电流法,由光纤电流互感器感应出故障时产生的浪涌电

  流信号,利用采集速度为的快速技术实现测距',目前他们只实现了不带分支出线电缆的在线故障测距。下一步目标是带分支出线系统的在线故障定位。另外,日本学者还提出了利用分布式光纤温度传感器,通过检测故障点附近温度变化情况来实现电缆故障定位的新方法。

  英国学者则提出了利用基于脉冲电流法的实时专家系统来实现电缆的故障定位,。美国学者为克服高压脉冲法有可能对电缆的健全部分进一步造成危害的缺陷,也提出了在线故障测距方法。但其出发点是将环形线路开路或在线路末端设置开路点,利用故障时产生的浪涌电压或电流在开路点发生正或负的全反射,通过设于开路点附近的传感器得到脉冲信号,测出其脉冲间隔时间实现测距。但这种方法在实际电网中存在局限性。

  随着计算机技术的应用,微机保护和滤波装置的开发及大量投放,更加速了故障测距的实用化进程。基于微机或微处理机装置的故障测距方法夕'一研究也成为国内外的热门课题之一。

课题研究内容及论文组织,本文研究的主要内容是对现有行波方法一进行比较总结,进一步提出更为完善、可行的检测方案。在完善电缆故障检测理论的同时,还重新探讨研究了故障精确定位系统设计。

电缆故障的性质分析与定位信号的分析、验证

  主要研究电力电缆故障的原因,分类,并根据故障的性质利用诊断数据判断故障的类型,为进一步检测指明了方向,提供了可靠依据,确保检测工作及时、合理的开展。然后对电缆故障进行模拟,并对精确定位信号进行了分析与测试实验。

故障检测的功能分析与方案设计

  主要研究电缆故障检测的基本步骤,以及各步骤中采用的方案、方法,例如在测距中引入相位法,通过采样两次采样波形进行拼接的方法,在不改变硬件的条件下,改变软件就可以提高采样频率,从而提高采样精度,缩小故障检测的误差范围,提高抗振动噪声干扰的能力在定位中多功能检测法,针对不同的故障类型分别进行高频信号检测、低频信号检测,从而获得故障点的具体位置,比较在电缆两侧接收到脉冲磁场的初始极性,亦可以在进行故障定点的同时寻找电缆路径。

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