基于沖閃放電特征的電力電纜故障定位方法與系統(tǒng).pdf

1、電力電纜故障定位技術(shù)廣泛用于城市電網(wǎng)地下電纜故障的查找，在保障城市電網(wǎng)安全可靠運行中具有重要的作用。目前，電力電纜故障定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而這項技術(shù)在故障測距和故障定點兩個方面仍然存在一些關(guān)鍵問題沒有解決，造成電纜故障查找費時、費力，影響了電纜及時恢復供電。本文針對這些問題展開研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　在只考慮暫態(tài)低頻分量信號的條件下，采用均勻傳輸線電路模型的T形等效網(wǎng)絡(luò)，建立電力電纜故障沖閃測試放電回路模型，分析

2、沖閃放電過程中的電壓、電流響應(yīng)規(guī)律。分析了放電電容、初始放電電壓、電纜長度、串聯(lián)電阻等關(guān)鍵參數(shù)與放電電壓、電流響應(yīng)的關(guān)系。現(xiàn)場實驗結(jié)果表明，本文建立的電力電纜故障沖閃測試放電回路模型及電路分析是正確的，所得結(jié)論為電纜故障定位研究和設(shè)備研制提供了理論依據(jù)。
　　在電弧反射故障測距設(shè)備中，受電弧起弧時刻、燃弧時間長短等因素變化的影響，準確選擇故障測距脈沖發(fā)射時刻存在困難，這嚴重影響了設(shè)備的故障測距功能的實現(xiàn)，造成設(shè)備不易操作，測試準備

3、時間延長。針對這一問題，本文提出根據(jù)故障電弧放電電流的整定值確定脈沖發(fā)射時刻的方法。根據(jù)電纜故障沖閃測試放電規(guī)律，首先選取直流電弧放電階段作為脈沖發(fā)射時段，然后根據(jù)沖閃放電電流的變化規(guī)律和電弧的伏安特性，由沖閃放電電流的整定值算出脈沖的發(fā)射時刻。實驗結(jié)果說明這種方法可以避免手動選取故障測距脈沖發(fā)射時刻的盲目性，有較好的實用意義。
　　針對電弧反射故障測距脈沖信號易受電弧電壓波動干擾，影響準確計算故障距離的問題，提出基于經(jīng)驗模態(tài)分解

4、的脈沖信號提取方法。通過對受擾脈沖信號進行經(jīng)驗模態(tài)分解，分析了脈沖信號和干擾的時頻分布規(guī)律，然后根據(jù)受擾脈沖信號特定時段的均值特性，用經(jīng)驗模態(tài)濾波的方法提取出脈沖信號，用于故障距離計算。實驗結(jié)果說明這種方法可以有效地消除電弧電壓干擾的影響，有利于故障位置判斷和距離計算。
　　針對電力電纜單相低阻接地故障難于定點的問題，提出一種基于電纜故障測試沖閃放電特征的電纜故障定點方法。分析了沖閃放電過程中電纜全徑電流和故障點泄漏電流的分布和特

5、征，根據(jù)故障泄漏電流在故障點附近地面上形成的電位差信號與沖閃放電電流信號特征相同，并且故障點前和故障點后電位差的極性相反的特性，利用金屬探針探測大地電位差的方法實現(xiàn)故障定點。這種方法利用短時脈沖信號定點故障，具有抗大地直流和低頻電場干擾能力強的優(yōu)點，適合直埋電力電纜單相低阻接地故障定點。
　　研制了電力電纜故障定位系統(tǒng)，系統(tǒng)包括高壓信號發(fā)生器、電力電纜故障測距儀和電力電纜故障定點儀三部分。高壓信號發(fā)生器具有-8kV/64μF、-1