關(guān)鍵詞：電纜故障探測；測距；定點(diǎn)；電纜故障測試儀
摘要：本文綜述了電纜故障的探測方法與儀器。首先列舉了電纜故障探測的傳統(tǒng)方法并分析了傳統(tǒng)方法的不足，然后介紹了電纜故障探測的新方法及其特點(diǎn)。

　　隨著電纜用量在整個(gè)電力傳輸線路和因特網(wǎng)中所占的比例日益提高，電纜故障出現(xiàn)的幾率越來越大。電纜故障對生產(chǎn)造成的危害較大，輕者會(huì)造成單臺電氣設(shè)備不能運(yùn)行，重者會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變電所停電，所以電纜故障點(diǎn)的快速測定和精確定位問題變得非常重要。
　　
　　一、電纜故障探測的傳統(tǒng)方法
　　
　?。ㄒ唬╇娎|故障測距的傳統(tǒng)方法
　　電纜故障測距的傳統(tǒng)方法主要有以下四種：
　　電橋法：這是電力電纜的測距的經(jīng)典方法。該方法比較簡單，但需要事先知道電纜線長度等數(shù)據(jù)，且只適用于低阻及短路故障。但是，在實(shí)際運(yùn)行中，故障常常為高阻及閃絡(luò)性故障，因故障電阻很高造成電橋電流很小，因此一般的靈敏度儀表很難探測。
　　脈沖回波法：針對低阻與斷路類型的故障，利用低壓脈沖反射方法來測電纜故障比起上面的電橋法簡單直接，只需通過觀察故障點(diǎn)反射與發(fā)射脈沖的時(shí)間差來測距。測試時(shí)將一低壓脈沖注入電纜，當(dāng)脈沖傳播到故障點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生反射，脈沖被反射送回到測量點(diǎn)。利用儀器記錄發(fā)射和反射脈沖的時(shí)間差，只需知道脈沖傳播速度就可計(jì)算出故障發(fā)生點(diǎn)的距離。該方法簡單直觀，不需知道電纜長度等原始數(shù)據(jù)，還可根據(jù)反射波形識別電纜接頭與分支點(diǎn)的位置。
　　脈沖電壓法。該方法可用于測量高阻與閃絡(luò)故障。首先將電纜故障在直流或脈沖高壓信號下?lián)舸?，然后通過記錄放電脈沖在測量點(diǎn)與故障點(diǎn)往返一次所需的時(shí)間來測距。脈沖電壓法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖信號，測試速度快，測量過程也得到簡化。但缺點(diǎn)是：①儀器通過一個(gè)電容電阻分壓器分壓測量電壓脈沖信號，儀器與高壓回路有電耦合，很容易發(fā)生高壓信號串人，造成儀器損壞，故安全性較差；②在利用閃測法測距時(shí)，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態(tài)，需要串一個(gè)電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號，增加了接線復(fù)雜性，使故障點(diǎn)不容易擊穿；③在故障放電時(shí)，特別在沖閃時(shí)，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨。
　　脈沖電流法：該方法安全、可靠、接線簡單。其方法是將電纜故障點(diǎn)用高壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，根據(jù)電流行波信號在測量端與故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間來計(jì)算故障距離。該方法用互感器將脈沖電流耦合出來，波形較簡單，較安全。這種方法也包括直閃法及沖閃法兩種。與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進(jìn)行電壓取樣不同，脈沖電流法使用線性電流耦合器平行地放置在低壓測地線旁，與高壓回路無直接電器連接，對記錄儀器與操作人員來說，特別安全、方便。所以人們一般使用此方法。
　　（二）電纜故障定點(diǎn)的傳統(tǒng)方法
　　這里簡要介紹一下聲磁同步法。該方法使用高壓設(shè)備使電纜故障點(diǎn)擊穿放電，利用接收器記錄放電聲音，并用磁場信號對其進(jìn)行同步，通過分析聲音波形及測試人員通過耳機(jī)聽聲進(jìn)行故障定點(diǎn)。此方法是目前常用的電力電纜定點(diǎn)的方法，但該方法只能獲得距離故障點(diǎn)附近2～3m左右距離的聲音信號，且對現(xiàn)場操作人員的技術(shù)素質(zhì)要求較高。
　　
　　二、電纜故障探測的新方法
　　
　　（一）電纜故障測距的新方法
　　因果網(wǎng)：因果網(wǎng)描述故障元件、繼電器、開關(guān)之間內(nèi)在的動(dòng)作關(guān)系。它利用比傳統(tǒng)專家系統(tǒng)更深入的知識及面向?qū)ο蠹夹g(shù)，對電力系統(tǒng)故障進(jìn)行定位。它具有簡單、明確、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
　　利用小波變換進(jìn)行故障選相：在脈沖法電纜故障定位檢測中不可避免地存在各種電磁干擾。脈沖信號輸出引線引起的高頻振蕩，采集系統(tǒng)本身固有的高頻干擾，以及使用現(xiàn)場的空間電磁干擾都會(huì)通過暴露在定位儀外的信號引線進(jìn)入測試系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)可淹沒反射脈沖的起始點(diǎn)，給故障定位帶來誤差。為此，必須采用有效的數(shù)字信號處理方法消除這些干擾的影響，提高故障定位精度。小波變換是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支，被譽(yù)為信號分析的數(shù)學(xué)顯微鏡，是信號處理的前沿課題。小波變換在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，如濾波、奇異信號檢測、邊緣檢測等方面應(yīng)用廣泛。小波的多尺度分析方法能將各種交織在一起的不同頻率組成的混合信號分解成不相同頻率的信號，并直接在時(shí)域上反映出來，信號的位置、幅值和波形都十分直觀，能有效地實(shí)現(xiàn)信噪分離。小波變換具有很好的時(shí)頻局部特性，對分析信號上奇異點(diǎn)的位置非常有效，這一特性適用于電纜故障定位中尋找反射脈沖的起始點(diǎn)。