故障点定位技术

故障点定位技术（精选九篇）

故障点定位技术篇1

海缆海上故障点位置的探测与定位,是海缆维护工作中最为关键的技术之一[1]。典型的海缆故障探测技术有两种:a.有源探测法,它依赖于缆内导体,其基本原理是在缆内导体上注入超低频电流信号,检测电场信号感应的电磁场特性,就可探测海缆故障点位置;b.无源探测法,其关键技术是对微弱变化信号的检测和处理,但该方法易受环境噪声的干扰。

有源探测中较为成熟的技术是磁探测法,但这种方法受地磁和测量船舶磁场的干扰较大,定位不够准确,对海缆故障点的确定主观性较强。而电探测法受到的干扰较小,在海缆故障点处,其电场分量,特别是垂直分量的尖峰值特性突出,因而利用电探测法对海缆故障点进行精确定位具有很好的发展前景和重要的价值。有关文献[2,3]对该技术进行了简单讨论,但均未进行深入研究。本文在建立海缆故障点电场模型的基础上,给出了利用电场模型进行海缆实时故障点定位的具体方法,并在实验室条件下进行了电场测量实验。

1 海缆故障点电场模型

1.1 基本假设

电探测法是探测从终端加到海缆上的超低频电流在故障点处所产生的交流电场分布。从海缆故障点处流出的分流电流分布于海水中,因而在故障点处形成电极。为了简化分流电流场的计算,提出了如下的基本假设:a.电极为点状。海缆故障点处的横截面积较小,按点电极处理是较为合理的。b.电极流入海水中的电流为恒定电流。实际电流是时变的,但为了减小电场在海水中的衰减,增加探测距离,所加电流是超低频的。根据电路似稳条件[4]:f C/l,其中f为低频电流的频率,c为光速,l为电流回路的尺寸。f在数十赫兹时将能较好地满足似稳条件,因此,将电极流入海水中的电流按恒定电流处理也是合理的。当然,当所加电流信号频率较高时,为了计算海水中时谐电流元产生的电磁场,可参看文献[5],但在低频时这种假设是合理的。c.海缆故障点位于海水与海床的分界面上。这是一种简化,有一定的合理性,对于海缆故障点位于海底泥沙介质中的点电极电场的计算可参看文献[6]。

1.2 点电极稳恒电流电场模型

海水中的点电极源是最简单也是最基本的一种电磁场场源,依据麦克斯韦方程组,在引入矢量磁位后,利用边界条件,文献[7]根据稳恒电流电场与静电场的对偶性,采用镜像法推导出空气、海水、海床三层介质模型下海水中一通电点电极在其周围海水空间中任一点P(x,y,z)处的电场:

式中(xa,ya,d)为故障点的坐标,γ1为海水电导率,I为输入电流强度,k12=(γ1-γ2)/(γ1+γ2),k13=(γ1-γ3)/(γ1+γ3),γ2为空气的电导率,γ3为海床的电导率,r02=(x-xa)2+(y-ya)2。

1.3 电场仿真计算

根据海水中稳恒电流电场的计算公式,以无穷远为零电位,取海深为10 m,海水电导率为4.18(Ψ·m)-1,空气和海床的电导率均取0,电流强度取1.5 A。以海平面为xoy平面,垂直海平面向上为z轴正向建立直角坐标系,设点电极所在位置坐标为(0,0,-10),计算7 m水深平面上点电极稳恒电流电场纵向水平分量Ex、横向水平分量Ey和垂直分量Ez的分布,如图1所示。从三个电场分量分布图可以看出:a.电场纵向水平分量Ex分布沿x轴为正负双峰(幅值相等,方向相反),且关于xoz平面对称,具有较大的长度分布;b.电场横向水平分量Ey与Ex分布相差90°;c.电场垂直分量Ez分布为单峰,集中于电极周围,且关于z轴对称。

2 海缆故障点海上精确定位

在给出故障点电场模型的基础上,可利用电场模型进行海缆故障点定位。从电场的仿真计算结果可以知道,电场垂直分量Ez的特征较明显,而选用Ex,Ey分量时存在探测盲区,所以选用探测Ez分量进行海缆故障点的定位。当然也可选择所有电场分量同时进行定位,其定位方法与选用单一分量定位类似。

用电探测法探测海缆故障点时,探测设备由两只拖曳电极和相应的电子接收仪组成,两拖曳电极用来测量水深为H处的Ez分量。假设探测船以速度ν作匀速直线运动,当探测电极输出大于某一阈值时,以测量电极在海面的投影为原点,以探测船艏艉线为x轴,y轴正向指向船只左舷法线方向,垂直海平面向上为z轴正向建立如图2所示的直角坐标系。又设电极传感器的采样时间间隔为t,从触发阈值起,第n个测量点Pn相对于原点的坐标值为(nνt,0,-H),其相应的Ez分量测量值为Ez(n)(n=0,1,2,…)。故障点坐标为(xa,ya,d),假设ν,t,d已知,探测电极所处水深H已知,那么海缆故障点的定位问题,可以归结为如下非线性无约束优化问题:

式中EzM=[Ez(0),Ez(1),…,Ez(n)]T;I=[I1,I2,…,Ik]T,Ik为各点电极电流的强度,发生故障的海底光缆一端加信号时等效为一个电极,两端加信号时则可等效为一正一负两个电极;系数矩阵Coffn×k仅与故障点坐标(xa,ya,d)有关。要注意的是:a.搜索算法。在二维空间中既要搜索最小距离,又要有足够的估计精度,优秀的搜索策略,否则会很费时间。可变步策略和遗传算法(Genetic algorithm,简称GA)是两种搜索最小距离可行的算法。b.探测深度的选择。仿真发现,探测深度如果选得过于接近海缆故障点深度,Ez分量的分布将会很集中,不利于在较大范围内对故障点进行定位。如果探测深度接近海面,则Ez分布范围较宽,但衰减太大,不利于探测,所以一般将电极放置在离故障点2~3 m的水深位置为宜(对10 m水深而言)。c.Pn的选择。设置阈值点,是因为较大的Ez分量值包含海缆故障点的信息较多,可以避免因噪声干扰而作出无效定位。有效采样数目的增多,会导致计算量的增大,一般应将测量点数据控制在数百点。实际数据较多时,可进行等间隔抽样。

需要说明的是用Ez分量进行海缆故障点的定位存在左右舷模糊问题,也就是对于y坐标无法确定正负,为了解决左右舷模糊可采用探测船机动、多分量进行定位。

3 实验结果与分析

为了验证海缆故障点电场模型的合理性,在实验室水池中进行了电场测量实验。实验水池长8m,宽5 m,深1.2 m;有整套定位、标注和滑动测量装置;水的含盐度为3%。将模拟海缆的导线固定于水池池底,并将断开的两端适当开剥,相距2 m放置,中点定为坐标原点。用氯化银参比电极作为测量传感器。在导线两端通以1 A直流或1 A、50Hz的交流电流,测量整个水面的三个电场分量(交流时测的是有效值),图3是Ez分量的直流和交流平面分布图。

由于两端加电,相当于一正一负的两个点电极,因而其Ez分量直流电场是一正一负的两个单峰。正负两峰值非常整齐,而且其大小随着离电极纵横距离的增加而逐渐减小。交流Ez电场在x轴线上的两个电极处有两个主峰值,两峰值的大小和形状基本类似,比较整齐,而且随着离电极纵横距离的增加逐渐减小。

4 结论

在海底光缆电探测法的研究中,海底光缆的定位是重要研究课题之一。本文首先给出了海缆故障点的电场模型,并在实验室条件下进行了一些实验,验证了模型的合理性。在电场模型的基础上,独创性地提出了海缆故障点定位的具体方法,并进行了仿真试验,取得了满意的结果。但也存在一些问题,例如实测Ez时可能存在晃动,没有进行湖试,没有进行多分量定位等,这些都有待在以后的研究中进一步解决。

参考文献

[1]汪超,阳华.光缆故障定位问题技术研究[J].光电技术应用,2005(2):17-22.

[2]冯慈璋.电磁场:电工原理Ⅱ[M].北京:人民教育出版社,1997.

[3]卢新城.舰船轴频电场模型及其消除方法[D].武汉:海军工程大学,2004.

[4]刘胜道.舰船水下电场的测试技术与电偶极子模型研究[D].武汉:海军工程大学,2002.

故障点定位技术篇2

托尼盖美发学校为每位发型师设计的五点定位剪法。

定位剪法：以头部的某一个点位为准，建立设计线进行修剪的方式。用于表现发型某个部位的局部效果。

⒈ 中心剪定位剪法：以中心点为准，将前区的头发采用左右平行、上下集中的方式提升至中心点水平线前，以耳朵或额点头发的长度修剪，可使发型的前侧边产生丰富的纹理变化，多用于修剪倾式贴面碎发或内扣式贴面碎发效果的发型。

⒉ 顶点定位剪法：以顶点为准，将局部或全部头发根据发型层次的要求提升180度进行修剪，使发尾产生轻薄的感觉。这种剪法属于英国悬空式公式剪法中较常用的剪法之一。⒊ 后脑点定位剪法：以发型落点位置的长短为准，从后脑点上取发设计先，对后区内外区为的头发进行修剪，使后颈部位产生较立体的轮廓型效果。常用的方式有修剪水平轮廓的后脑点水平集中圆形剪法和后区水平集中定位剪法。适用于BOB发型、短碎发型等时尚短发。

⒋ 耳点定位剪法：以耳点为准建立坐标线轴，采用对称式集中的方式进行修剪，多用与修剪中长发或短发的侧区鬓角部位。

故障点定位技术篇3

【关键词】计算机；故障；快速定位

计算机的应用随着社会及经济的快速发展已经遍布工作、学习和生活中，随着应用的普及，随之而来的就是使用过程中遇到的问题和故障，计算机故障有很多，用户应该对常见的故障和问题简单了解，提高计算机使用的效率。而且也要将计算机故障定位和排除作为一项常识来掌握。

一、微型计算机故障诊断原则

微型计算机硬件较为繁杂，如果想要对故障快速定位，就一定要遵循一定原则。笔者根据经验总结了几点原则：由简单到复杂：微型计算机故障有很多种类，有的故障比较简单，所以可以优先处理，而对于难度较大的故障，可以放在最后处理。

但是有的故障看似简单实际却很复杂，可能是因为简单故障积累而成，先处理简单的故障能够提高故障诊断效率。分析后再维修：在处理微型计算机故障时，一定要先分析再动手。想好从哪里动手，如何修理。在分析前可以翻阅有关材料，对故障排除的技术和特点有所掌握，根据自己的实际经验结合资料准确分析后，再对其采取维修措施。先软件再硬件：一般都是先确定是否是软件故障，如无软件故障再查硬件故障。首先先检测软件是否正常运行，如果软件不存在故障再对硬件进行检查。计算机故障多数是软件故障，软件主要检测系统设备等问题。硬件故障检测主要是兼容、损坏、冲突等问题。

二、微型计算机故障点的快速定位

1.提示定位

微型计算机出现故障时，大多数情况下显示器会有提示信息，可以根据信息对故障进行定位。如Keyboar Erro表示键盘错误，可以检查键盘是否损坏或接触不良；CMOS CheckSun Fail-ure，表示CMOS校验失败，通常是因为CMOS的电路或信息出现问题；KB/Interface Erro表示键盘借口有问题，主要原因可能是键盘借口的主板电路有故障；FDD Controller Failure表示软件驱动器有问题，可能的原因有软件驱动器连接故障，接口设置出错或软件驱动器控制电路故障等；Address line Shoa表示地址线发生短路，可能圆心是主板地址译码电路故障；Diskette boot Failure表示磁盘引导失败，一般是因为系统文件受到损坏；Cache Memory bad表示高速缓存故障，可能是因为高速缓存芯片损坏或接触不良；HDD Controler Fail-ure表示硬盘控制器故障，可能原因是硬盘控制电路故障、硬盘连接故障或者IDE接口设置故障。提示信息还有很多种，可以查阅相关专业书籍或资料了解。

2.时间定位

一般根据微型计算机故障时间可以确定部分故障：微型计算机启动时故障，或已经正常启动，但由于运行某个程序而发生故障，基本是系统或软件问题，通常采用杀毒软件扫描，同时对系统驱动程序进行更新，还可以将软件卸载或重装系统来解决；主机开机正常但显示器无图像，也没有任何声音，通常来说是硬件故障。

3.报警音定位

BIOS自检过程如果发现硬件故障，检测过程会发出声音，通过声音可以判断故障部位：报警声音为一声短音，可能是内存ECC检验出错、内存刷新失败、键盘控制器出错、系统时钟出错、CPU出错或ROM BIOS检验出错等；如果是一声短音，三声长音，表示内存已经损坏；一声短音，八声长音，表示显示测试出错。

三、微型计算机常见故障的排除

1.操作系统故障排除。微型计算机开机时，硬件会自检，自检完成会加载操作系统，如果此时发生如下情况：显示器黑屏，左上角白色光标不断闪烁，而且操作系统不能正常运行，在重新启动之后还是如此。在硬件自检后，操作系统载人之前发生，基本是引导阶段主引导记录出错。

解决方式基本为修复主引导记录，一般使用DOS命令fdisk，也可以在系统故障恢复控制台对主引导记录进行恢复。使用fdisk这种DOS命令修复时，需要利用启动盘引导系统，在DOS截面输入命令fdisk/mbr，就能完成对主引导记录的恢复；如果采用恢复控制台的方法，就要利用系统启动盘引导系统，在故障恢复控制台输入Fixmbr命令，即可完成对主引导记录的修复。

2.内存故障排除。微型计算机在按下电源后，主板没反应，屏幕无内容，内存报警声一直响。造成这种故障的原因是：依据内存报警情况，可以基本判断是内存接触不良。一般情况下，内存接触不良有如下三种情况，内存条厚度薄，在插入槽中时没有和槽壁贴合；内存条质量差，金手指表明镀金不足，过了一段时间氧化层加厚，造成内存条接触不好；内存槽质量差，槽内的簧片和金手指接触不牢靠。可以按照如下步骤解决：先打开机箱后盖，取出内存条，认真查看金手指表明是否形成了氧化层；然后用橡皮擦仔细擦拭内存条的金手指，擦干净后放回卡槽内重新启动测试。值得注意的是，在取出或插入内存条时，切记关闭主机电源，以防烧坏内存条。

3.CPU故障排除有些电脑在开机时会有较大噪声，启动后又消失，这种情况一般是由以下三个原因引起的：风扇沉积太多的灰尘；风扇润滑不够；主机外壳质量不合格。针对灰尘多的情况只要及时清除灰尘，确保风扇运转稳定，防止风扇运转失衡而带来噪声。对于第二种原因，加入适量润滑剂可以解决。主机外壳质量不合格，在启动时会发生共振，进而造成开机噪声大，此时最好更换外壳。在微型计算机运行期间，有的会有温度高、反应速度慢的睛况，这是因为CPU散热较差，可以更换大功率的风扇解决。设置的CPU频率过高，微型计算机就会发生黑屏。可以将CMOS电池放电，刷新重新设置就可以解决。

4.显卡故障排除。计算机在移动后会出现不能开机，但是电源指示灯、硬盘指示灯、显示器指示灯都亮，风扇正常运转。这种情况一般是由于配件接触不好造成的。可以按照以下步骤解决：将内存条、显卡取出清理干净后重新插入，开机测试。如果仍然没有排除故障，查看显卡和显示器之间的线是否连接正常，插头是否牢靠，用手感觉CPU的温度，如果温热说明CPU没有问题。接下来检查主板插槽和线路，我们发现主机后盖的挡板有稍微变形，于是把显卡重新插人再次查看，显卡在插好后，金手指有一部分是露在卡槽外的。正确处理显卡和卡槽，将内存卡固定牢靠。连好线路，开机测试。正常运转说明故障排除。

微型计算机已经走进千家万户，在越来越多的人使用微型计算机的同时，其故障也就不断增加。而计算机的维护工作比较复杂，在日常生活和工作学习中也可能遇到一些小故障。为了提高工作和学习效率，提高计算机的使用效率，计算机用户最好能够掌握一些基本的故障排除和解决方法。

参考文献

[1]李胜利.计算机硬件日常维护[J].锡林郭勒职业学院学报，2009（02）.

[2]马涛.每月一机[J].网络科技时代（数字冲浪），2002（02）.

电力电缆故障分析与故障点定位篇4

因各种原因电源电缆往往会出现不同程度的故障, 该故障会导致电网的非正常运行, 出现停电事故, 影响人们的正常生活。随着社会的发展, 利用电力电缆的范围越来越广, 特别是在城市, 电力电缆化的趋势逐步加强。但是, 如何准确的找到电力电缆的准确故障点确实困难的。因为城市电缆会广泛使用各种交联电缆, 这给诊断电力电缆的故障点带来了更多的困难。

2 电力电缆常见故障及原因分析

2.1 电力电缆绝缘性下降

电力电缆在运行的过程中由于电流较大的缘故会使得电力电缆产生发热现象, 电力电缆在受到电缆发热以及化学及机械的作用下会使得电力电缆的绝缘介质产生较为明显的物理或是化学变化, 从而使得电力电缆的绝缘介质的绝缘性大幅下降, 影响电力电缆的安全使用。同时在电力电缆的使用过程中, 由于周边环境的水分含量较高或是电力电缆的中间接头因密封性不好而导致电力电缆受潮都会造成电力电缆的绝缘性的下降。在电力电缆的生产过程中如电缆包铅时留有砂眼或是裂纹等缺陷都会使得电力电缆的受潮几率大幅增加。

2.2 电力电缆过热

电力电缆在运行过程中会产生一定的热量, 如出现故障会导致电力电缆过热从而影响电力电缆的正常使用。造成电力电缆过热的原因较为复杂, 其中内因多是由于电力电缆内部的绝缘气隙游离所造成的局部受热, 从而使得电力电缆的绝缘炭化。外因可能是由于电力电缆安装的位置处电力电缆分布较为密集, 处于干燥管中的电缆数量较多会使得电缆的散热不畅而导致电力电缆的绝缘性加速下降。

2.3 电力电缆遭受外部机械损伤

电力电缆所造成的外力损伤主要是由于车辆振动等原因所造成的, 机械外力的作用会使得电力电缆受力变形从而使得电力电缆内部的绝缘气隙遭到破坏从而使得电力电缆的绝缘性大幅下降。

2.4 电力电缆外护层遭到腐蚀

电力电缆由于受到外界环境的作用会使得电缆的铅包由于化学或是电解作用而遭到腐蚀, 在电力电缆的铅包腐蚀过程中由于腐蚀的程度和性质的不同会使得电力电缆的铅包腐蚀呈现出不同的色彩及化合物, 这类腐蚀现象会使得电力电缆的绝缘性及使用性能大幅下降, 影响电力电缆的正常使用。

2.5 过电压所造成的电力电缆击穿问题

在电力电缆的使用过程中, 会由于大气过电压和内部过电压而使得电力电缆绝缘所承受的应力超过许用应力而造成电力电缆的击穿, 从而使得电力电缆故障。据统计, 造成电力电缆击穿的所发生在户外接头端且多是由于大气过电压所造成的。

2.6 电力电缆中间接头制作不当而导致的电力电缆故障

在电力电缆接头制作的过程中, 损坏电力电缆的内绝缘层电力电缆接头处密封不当都会使得电力电缆在使用的过程中因潮湿问题而导致电力电缆的绝缘性受损, 进而影响到电力电缆的正常使用。

3 电力电缆故障定位

3.1 低阻故障测量方法

使用电桥法最初的最典型的电缆故障检测方法。用电桥法确定电缆故障时所使用的电桥是电压为恒定E的, 成品电桥。由于电压已经确定不会改变, 所以电流的大小只取决于电缆接地故障电阻阻值r。电桥法对于那些故障电阻阻值较小的故障点的测定非常准确;但是, 如果故障点的电阻阻值过大, 远大于电源电压E, 则会造成所测出的故障点不准确。因为桥电源电压将会在测量该电阻时损失大的一部分, 导致电流过小, 电流表无法检测出来, 从而造成最终的测量误差增大。因为电桥法十分简便, 在操作过程中接线不复杂, 所以容易掌握这种方法, 在加上电桥法使用时间较长, 所以成为了一种典型的确定故障点的方法。为了继续使用这种经典的方法需要解决电桥法中因故障电阻阻值过大而导致的电流过小, 对最终测量造成影响甚至出现错误的问题, 需要提高电桥的电压E, 或者增加电流表测量过程中的灵敏度, 使用精确度更小的电流表, 这样可以一定程度上减少误差。但是, 改进的这两个措施的成效是有限的。提高电流计灵敏度的方法是通常将直流放大器安装在电流计的前面, 但高增益放大器零点上下浮动问题严重。增加电源电压却会对电桥和人员的安全产生一定的影响。因为当电源电压上升到一定值时, 故障接地电阻r经常在这时表现出在极不稳定的问题, 如果故障电阻突然被破坏, 则会造成电流过大, 直接烧毁电流表和电桥系统, 甚至可能对工作人员的安全产生威胁。综上可以看出, 使用电桥法确定故障位置还是有较大的局限性。根据统计数据, 我们发现, 可以用电桥法直接确定故障点的故障占总故障的不到40%。剩下的60%故障则需要使用烧穿法。这个方法对常充油电缆很有效。而如今使用最多的方法是科学技术含量较高的低压脉冲法。其原理是向电缆线发射低压脉冲, 观察遇到的特性阻抗是否匹配, 以检测故障反射的位置。经证实, 这种方法成功率最高。

3.2 高阻故障测量法

闪冲法是确定高阻故障中的典型方法。如果故障点在冲闪测试后还未被确定, 则可以就以下几方面进行考虑。 (1) 电容过低是一个常常被忽视的问题。由于高压电缆电压固定不变, 恒定为U, 不能无限增长, 所以若要准确找到位置需要增大电容。但是, 由于制造电容的材料一般选择的比较廉价, 所以容易出现电容过小, 进而出现故障点不放电的问题。 (2) 如果电缆大面积受潮则需要很大能量, 所以要保证电缆不要受潮。 (3) 可能是交联电缆的屏蔽层被破坏, 不能形成一个闭合回路, 从而造成仪器不能获波形。这样就造成无法通过闪冲法定位。高阻故障测量的另一方法是用直闪法来确定电缆闪络性高阻故障的位置。使用直闪法需要特别注意安全问题, 对于人员和设备, 一定要注意电流采样的安全性;电缆接地线必须合格。确保这些问题是成功使用直闪法的前提条件。

3.3 精确定位

精确定位前, 需要针对不同的情况选择不同的测量方法先做一个粗测量, 通过分析粗测量的结果进行判断, 进而确定故障位置。然而, 一个故障点的精确位置, 必须通过一个定点才可以得出。早期需要使用声音判断故障点的位置, 这样环境影响对故障点的确定造成很大影响。工作人员只能在特定环境下测量。但现在有了音频法、振动法、声测法等多种高技术含量的方法供电缆故障精测使用。音频法主要在纯短路或定点断线中使用。克服短路故障点纯净的声音太安静, 整个电缆的区别;断开不会在这两种情况下放电。由于封闭故障常常是在中间接头处出现, 所以在此种情况下常常使用振动法, 可以更好的寻找其震动点。可替代地, 在电缆端头移动关节的直流电阻测量。在实践中多次使用的方法。采用声测法则要注重与其他故障点的放电声音之间的差异。抓住非交联电缆故障声音更小, 更安静而故障点声大而清脆的特点。离开位置声音立即变得不一样。此外, 还要区分是否存在电磁的干扰。提起探针法仍然是声音, 那声音是电磁干扰, 非故障点放电声。

4 结语

综上所述, 电力电缆是电力传输的重要介质, 做好对于电力电缆故障点的准确定位以便于能够实现对于电力电缆故障的快速排除, 确保电力的正常供应。广泛使用的电力电缆故障测试也将被越来越多的人们的关注。只要正确应用确定故障位置的方法, 在实际测量过程中便可以较为轻松地完成对故障位置的粗测。在粗测量过程中要做到认真, 同时还要胆大, 不要畏手畏脚, 不敢去做。只要正确的操作, 还是可以尽快粗略的确定故障位置的。

参考文献

[1]罗云林, 黄修柱.基于小波分析机场电力电缆故障点检测研究[J].中国民航飞行学院学报, 2015 (2) .

[2]徐艳, 于小莎.35kV及以下电压等级电力电缆故障检修及维护[J].技术与市场, 2014 (12) .

浅谈电力电缆故障点定位方法篇5

1 电缆故障分类

电缆故障一般有以下类型: (1) 三芯电缆一芯或两芯接地; (2) 三芯电缆二芯线间短路或三芯完全短路; (3) 一相芯线断线或多相断线。以上故障形式根据行波法的测试特点, 按测试方法可分为二大类: (1) 断路、低阻、短路故障——采用低压脉冲测试法。低阻故障概念:用万用表测得电缆的直流电阻阻值小于100Ω的电缆故障一般称为低阻故障, 100Ω以上视为高阻故障。 (2) 高阻故障、高阻闪络故障——采用冲击高压闪络法 (包括二次脉冲法) 根据多年运行维护经验, 第2类故障占总故障率的85%以上。

2 故障点定位步骤

2.1 确定电缆故障性质

用500V机械兆欧表与万用表相结合, 判断电缆故障是高阻还是低阻、是短路还是断线、是单相还是相间, 以确定相应的测试方法。

2.2 粗测

利用低压脉冲法粗略测出电缆全长和短路、断路故障的距离;对于高阻故障采用高压电桥法、二次脉冲法测出故障点大致距离, 由于电缆全长不清及预留长度不清, 以上距离仅表示故障点的大致范围。

2.3 确定电缆埋设路径

确定电缆路径便于在电缆的正上方进行精确定位。

2.4 精确定位

在粗测距离范围内用声磁同步法、跨步电压法进行精确故障点定位。

3 电缆故障测试方法

3.1 电桥法

根据惠斯通电桥平衡原理测出电缆芯线的直流电阻值, 再根据已知准确的电缆实际长度, 按照电缆长度与电阻的正比例关系, 计算出故障点的位置。

计算公式如下:

式中:LX是故障点距电缆头的长度, 单位为m;

L是电缆总长度, 单位为m;

RX是电缆芯线的电阻, 单位为Ω;

R1、R2是电桥两臂的电阻值, 单位为Ω。

3.2 低压脉冲法

根据行波在电缆中传播时, 遇到阻抗失配点会引起波的反射, 利用观测到的发射脉冲和反射回波脉冲之间的时间差和电缆中行波的传输速度, 计算出故障点距离。

式中:LX是故障点距电缆头的长度, 单位为m;

V是电波在电缆中的传播速度;

△t发射脉冲与反射回波的时间差。

3.3 二次脉冲法

众所周知, 低压脉冲法无法测试电缆的高阻故障 (无故障回波) , 然而, 如果在足够高的冲击电压作用下故障点被电弧击穿的同时, 能发送一个低压测试脉冲, 即可在短路点得到一个短路反射的回波。即反射回波的极性与发射脉冲的极性相反。当故障点短路电弧熄灭后, 再发射一个低压测试脉冲 (二次脉冲) , 可测得电缆的开路全长波形。前后两次采集到的波形同时显示在一个平面上, 开路全长波形与发射脉冲同极性, 故障反射波形的极性与发射脉冲极性相反, 通过观察反射脉冲的正负极性就能判断故障的大致范围。

图4中:t1为发射脉冲波;

t2为故障点反射回波;

t3为电缆全长反射回波。

该方法具有自动化程度高、精度高、切换方便、安全可靠等优点, 可进行断线、短路、高阻及闪络故障;其局限性主要表现在故障点发生在电缆始端或近端, 波形较杂乱对故障定位产生较大误差;其次为使故障点充分击穿延长起弧时间, 需加较高电压。

4 缆故障精确定位方法

4.1 声磁同步法

对电缆实施冲击高压使故障点击穿并产生电弧, 除放电产生声波震动外, 电缆本体会同时向周围辐射冲击电磁波, 利用磁性天线接收冲闪时的电磁波并放大, 驱动一个电压表, 每冲击一次, 电压表指针摆动一次。在电缆故障点附近, 如果听到的声音与电压表指针摆动同步, 即说明故障点就在附近。大约80%的电缆故障可使用本方法进行精确定位, 但该方法对低阻及金属性接地故障不适用。另外, 当故障点在长管内, 由于长管对声波具有良好传导性并产生回响, 用该方法判断故障点会产生较大误差。

4.2 跨步电压法

在电缆故障相与地之间接脉冲直流电源, 电流经电缆故障点入地, 在故障点周围产生一跨步电压, 用定位仪的2根探针沿电缆方向探测, 当靠近故障点时, 电位差将迅速增加, 并在临近故障点前达到最大值, 然后信号出现大-小-大变化, 当两探针在故障点正上方且两针距离相等时, 电位差为零, 指针不偏转。可判定故障点的位置。

跨步电压法是目前应用最为广泛、有效的高精度定位方法, 对埋地XLPE电缆护套破损的定位效果显著。但用该法探测时应注意了解电缆周围的金属管线, 如水管、天然气管以及地网等, 这些金属管线在地下形成等电位体, 地网则产生均压压作用, 严重影响定位的精确性, 甚至引起误判。

光缆线路故障点的定位及处理篇6

OTDR (光时域反射仪) 是维护中测试光缆障碍的主要工具, 它是根据瑞利散射的原理工作的, 通过采集后向散射信号曲线来分析各点的情况。菲涅尔反射是瑞利散射的特例, 它是在光纤的折射率突变时出现了特殊现象。在光缆障碍的测试中, 菲涅尔反射峰的高低对障碍点的判定起着不可低估的作用。另外建立健全各项维护资料也是快速处理光缆障碍的基础, 如标石距离对照表、接头纤长记录、光缆线路图、基于地理信息系统管线资源系统等。

1 部分系统阻断障碍

如果障碍是某一系统障碍, 在排除设备故障的前提下, 精确调整OTDR仪表的折射率、脉宽和波长, 使之与被测纤芯的参数相同, 尽可能减少测试误差。将测出的距离信息与维护资料核对看障碍点是否在接头处。若通过OTDR曲线观察障碍点有明显的菲涅尔反射峰, 与资料核对和某一接头距离相近, 可初步判断为盒内光纤障碍 (光纤盒内断裂多为镜面性断裂, 有较大的菲涅尔反射峰) 。线路维护人员到现场后可先与机房人员配合进一步进行判断, 然后进行处理。若障碍点与接头距离相差较大, 则为缆内障碍。这类障碍隐蔽性较强, 如果定位不准, 盲目查找就可能造成不必要的人力和物力的浪费, 如直埋光缆大量土方开挖, 架空光缆摘挂大量的挂钩等, 延长障碍历时。可采用如下方式精确判定障碍点。

用OTDR仪表精确测试障碍点至邻近接头点的相对距离 (纤长) , 将测试的纤长换算成光缆长度 (皮长) 。再将光缆皮长换算成障碍点的成长尺码, 即可精确定位障碍点位置。具体算法如下

1.1 纤长换算成皮长

式中La为光缆皮长;S1为测试的相对距离长度;S2为光缆接头盒内的单侧盘留长度, 一般取0.6~1.0;P为该光缆的绞缩率, 因光缆结构不同而异。可用同型号的备用光缆进行测试。也有的厂家提供该项指标。P= (Sa-Sb) /Sb, Sa为单盘光缆的测试纤长;Sb为单盘光缆标记的皮长尺码长度。

1.2 光缆障碍点皮长尺码的计算

式中:Ly为障碍点的皮长尺码值;Lb为邻近接头点的盒根光缆皮长尺码, +、-符号的选择可以根据光缆的布放端别确定。

确定了Ly的值, 即可根据资料确定障碍点的具体位置。采用这种方法可以减少由于工程资料不准, 仪表和光纤的折射率偏差等原因造成的测试误差, 避免长距离核算光缆长度, 测试结果较为准确。实距证明这种方法简单有效。

2 光缆全阻障碍

对于光缆线路全阻障碍, 查找较为容易, 一般为外力影响所致。可利用OTDR测出障碍点与局 (站) 间的距离, 结合维护资料, 确定障碍点的地理位置, 指挥巡线人员沿光缆路由查看是否有建设施工, 架空光缆是否有明显的拉伤、火灾等, 一般可找到障碍点。若无法找到就需要用上面介绍的方法进行精确计算, 确定障碍点。

3 光纤衰耗过大造成的障碍

用OTDR测试系统障碍纤芯, 如果发现障碍是衰耗空变引起的, 可基本判定障碍点位于某接头出处, 多是由于弯曲损耗造成的。盒内余留光纤盘留不当或热缩管脱落等形成小圈, 使余纤的曲率半径过小。另外, 接头盒进水也造成接头处障碍的主要原因。打开接头盒后, 可进一步进行判断, 将一要正常纤芯绕在手指上, 使其曲率半径过小, 此时用OTDR测试 (1550nm) 该处会有一大衰耗点, 若该衰耗点与障碍光纤衰耗位置一致, 则障碍点即为该点。可仔细查看障碍光纤有无损伤或盘小圈, 若有小圈将其放大即可, 否则进行重接处理。

4 机房线路终端障碍

如果障碍发生在终端机房内, 此时在障碍端测试, OTDR仪表净化不出规整曲线, 在对端测试可以发现障碍纤芯测试曲线正常。为精确定位, 需要加一段能避开仪表盲区的尾纤, 一般长度不少于500m, 先精确测出尾纤长度, 再接入障碍光纤测试。

5 结语

做好光纤线路维护工作, 首先要建立健全各种线路资料, 要熟悉路由;要加强巡视, 预防和减少各种突发事件;正确和熟练使用各种仪表以便快速定位障碍点;严格按照标准进行光纤接续, 从而降低光缆的附加损耗, 提高光纤的传输质量。

摘要：在信息产业高速发展的今天, 光纤通讯传输已经成为当今信息传输的主要方式。如何快速定位光纤障碍点并迅速采取解决方案是最大程度缩短障碍历时、保障通信的重要前提。本文结合实际分析了光缆线路障碍的原因与特点, 并论述了查找与处理对策。

关键词：OTDR,障碍,定位

参考文献

[1]刘德明.光纤光学[M].科学出版社, 2008, 3, 1.

故障点定位技术篇7

关键词：电力光缆OTDR故障点,查找定位

一、部分系统阻断障碍

在排除设备故障的前提下, 如果障碍是某一系统障碍, 掌握正确的仪表使用方法, 选择适当的测试范围档, 精确调整OTDR仪表的折射率、脉宽和波长, 使之与被测纤芯的参数相同。如有条件的测试故障时使用的仪表最好就是原来建立原始资料时所用的仪表。然后将测出的距离数据与维护资料仔细核对, 判断障碍点是否在接头处?

若通过OTDR曲线观察障碍点有明显的菲涅尔反射峰, 与资料核对和某一接头距离比较接近, 可初步判断为接头盒内光纤障碍。抢修人员到现场后与调度值班人员沟通, 进一步判断处理。

若障碍点与接头距离相差较大, 则为缆内障碍。这类障碍有很强隐蔽性, 如果定位不准, 盲目查找, 可能会给电力通信网络造成不可估量的损失。因此障碍点必须火速找到。这类障碍可采用如下方式精准判定障碍点, 起到事半功倍的效果, 具体算法如下。

用OTDR测出L1和L2, L= (L1-L2-S) / (1+p) 。其中P为光纤绞缩率, 一般由光缆厂家提供该项指标, 但最好查阅铺设实测数据。P= (Sa-Sb) /Sb, Sa为单盘光缆的测试纤长 (单位是m) ;Sb为单盘光缆标记的皮长尺码长度 (单位是m) 。光纤在光缆里面并不是直线前进的, 而是像小姑娘扎的麻花辫一样, 缠绕着前进, 存在着绞缩率。光纤的实际长度要长于外面的皮长, 虽然绞缩率很小, 但是光缆一铺就是上百公里这个差值就不是一个小数目了, 你可不要把它忽略, 不然, 算出的结果就会有很大的误差。L为相邻光纤接头点到故障点的光缆皮长 (m) ;L1为测试点到故障点光纤长度 (m) ;L2为测试点到故障点相邻光纤接头处光纤长度 (m) ;S为光纤接头盒内单端光纤余量, 一般可取1.5m。按上式求出故障点与相邻接头点光缆皮长, 再将光缆皮长换算成故障点标志尺码 (m) , 并结合光缆线路铺设原始资料, 推算断纤地面位置, 这样可大大提高定位阻断点的准确度, 一般可控制在2m以内。

二、光缆全阻障碍

光缆线路全阻障碍一般为外力影响所致, 可先利用OTDR测出障碍点与开关站间的距离, 结合维护资料, 确定障碍点的地理位置, 沿光缆路由巡查是否有施工动土行为, 架空光缆是否有明显的刮扯或是发生塌方, 火灾等情况, 一般即可找到。若是发生在晚上, 光缆被盗这类故障有一定的隐蔽性, 要周密筹划, 细心、耐心的查找。若无法找到就需要用上面介绍的方法通过精确计算, 确定障碍点。

三、光纤衰耗过大引起的障碍

用OTDR测试系统障碍纤芯, 如果发现障碍是衰耗空变引起的, 所有光纤均有或大或小的衰耗台阶, 可基本判定障碍点位于某接头处, 多是由于弯曲损耗造成的。一个比较容易忽视的原因是光缆接头盒组装固定完成后, 固定接头盒、光缆时, 由于光缆在接头盒内固定的不是很牢固, 造成光缆拧转, 使光纤束管变形, 由于光纤受压, 造成光纤衰耗值急剧增加, 形成衰耗台阶。另外, 接头盒进水也可能造成接头处障碍。打开接头盒后, 可进一步判断, 将正常纤芯绕在手指上, 使其曲率半径过小加以判断。因为1550nm波长的光纤对微弯损耗非常敏感, 光纤一旦受压即产生一个微弯点 (盘纤时打小圈, 热缩管脱落, 使弯曲半径过小) 光纤信号在此处都会产生较大的衰耗, 表现在光纤后向散射曲线上, 就形成了一个较大的衰耗台阶, 此时用OTDR测试 (1550nm) 该处会有一大衰耗点, 若该衰耗点与障碍光纤衰耗位置一致, 则障碍点即为该点。然后再仔细查看障碍光纤有无损伤或打小圈现象, 若有小圈将其放大即可, 否则进行重接处理。

四、机房线路终端障碍

如果障碍发生在终端机房内, 在障碍端测试时, 由于OTDR仪表净化不出规整曲线, 在对端测试可以发现障碍纤芯测试曲线正常。为精确定位, 需要加一段能避开仪表盲区的尾纤, 一般长度不少于500m, 先精确测出尾纤长度, 再接入障碍光纤测试即可。OTDR在短距离测试状态下分辨率很高, 可以比较准确地测出是跳纤还是终端盒内障碍。对于离终端较近的盒内障碍用可见光源进行辅助判断更为便捷。

五、结束语

故障点定位技术篇8

在电力系统中, 故障的快速、自动检测对于系统的可靠运行极为重要。然而对于三相不接地中压配电系统, 其接地故障点的准确定位或选线却相当困难[1~4]。目前较有前途的方法是所谓的S注入法。但传统的S注入法采用纯音频信号作为注入信号[5~7], 抗干扰能力差。常不能适应复杂电磁干扰条件下的接地故障点的定位。本文提出的接地故障点定位方法采用了编码、调制、相关处理等多种手段, 具有抗干扰能力强, 可靠性高等特点。

1 基本原理

S注入法也称寻迹法。其基本原理可用图1说明。设在图中E点发生接地故障。信号注入主机在线路的首端, 如变电站等, 的故障相和地之间注入一高压电流信号。沿线探测器探测存在于线路中的注入信号。因有注入信号流过A点和C点, 探测器在上述点处指示“有信号”;而因无注入信号流过B点, 探测器在B点指示“无信号”。据上述探测结果可知B点之后无接地点, 于是在线路分支处鉴别出发生接地故障的分支线, 即A-C-D-E-F线。同理, 在D点, 探测器指示出“有信号”;而在F点因注入信号已被接地点旁路到地, 无注入信号流过, 探测器指示出“无信号”。因此据探测结果可鉴别出接地点的位置, 即E点。

2 干扰种类及抗干扰方法

当各种电磁干扰不可忽略时, 可靠地排除干扰, 准确接收故障相中的注入信号是S注入法正确运用的关键。影响信号接收的干扰主要分三类, 即异频干扰、同频干扰和随机干扰。其中异频干扰又可分为整数倍次谐波干扰和非整数倍次谐波干扰。为使S注入法能在多种干扰存在下正常工作。我们对注入信号进行调制并加以编码, 同时仔细选择注入信号的频率, 注入的信号具有以下形式:

式中t为时间, x (t) 为注入信号, Ai (t) , ωi, θi为与调制信号和编码信号有关的幅值, 频率和初相角。考虑到在多种有效的调制方法中, 调幅法简单易行, 故在此采用调幅。其中幅值由编码信号给出, 于是式 (1) 成为:

式中A (t) , θ为与调制信号和编码信号有关的幅值和初相角, ωc为载频。

存在于探测点周围的整数倍次谐波是一个强大的干扰, 为消除这种干扰, 信号的载频应选在相邻两个整数倍次谐波频率之间。本文中信号载频为225 Hz, 经窄带带通滤波器的滤波后, 基本可消除四次谐波及以下和五次谐波及以上各整数倍次或非整数倍次谐波的干扰。为保证滤波效果, 考虑到谐波信号可能比注入信号强度大数百倍。滤波器的衰减率至少应大于60 d B/dec。

以上措施不能消除随机信号和同频信号的干扰。在探测器中, 设置相关运算环节可大大减轻随机干扰的影响。同时对信号编码可有效防止同频信号的干扰。编码同时也起调幅作用。编码函数A (t) 由一串1、0数字码组成。数字1和0分别对应调幅信号的两种幅值。探测器通过检测载波信号的幅值变化规律将正常注入信号和同频干扰信号区分开。设A (t, m=1) 和A (t, m=0) 分别代表编码为1或0的编码信号, 其中m=1和m=0分别表示编码数字等于1或0, 则式 (2) 变成:

式中x (t) m=1和x (t) m=0分别为m=1和m=0时的注入信号, A (t, m=1) 和A (t, m=0) 分别为m=1和m=0时的幅值。

由于存在同频干扰, 接收到的编码可能发生变化而与注入的编码不同。为此在探测器中设有表决系统。当接收的编码有2/3以上正确表决系统即判定为接收正确。其中2/3为权重, 该权重的具体数值可依实际情况而做调整。实际工作中探测器可能遇到下面两种情况, 一为探测点周围干扰不太强, 这时同频干扰只造成接收编码中的少数几位发生变化或无变化, 例如设注入信号的编码为1010110010100011共16位, 因同频干扰探测器接收到的编码变为0000110010100011, 只有两位发生变化, 接收正确的数码超过2/3, 因此表决系统判定接收到的信号为有效的注入信号。另一种情况为探测点周围干扰太强, 同频干扰造成接收编码中多位数码发生变化, 设探测器接收到的编码变为1010111111111111, 共6位发生变化, 正确的数码未超过2/3, 这时表决系统判定接收到的信号为干扰信号, 发出干扰太强的警告, 使检测器不致将干扰信号当做注入信号而对线路状况产生误判。

3 对相关处理及编码效果的分析

随机干扰信号经相关处理可被大大衰减。理论分析与实验结果表明, 随机干扰衰减的程度与探测器中采集窗的宽度有关。图2给出数据采集窗宽度分别为8.89 ms和80 ms时相关运算后的谱密度标幺值P (ω) /P (ωc) 相对于频率标幺值ω/0.5ωc的仿真波形。图中假定接收到的信号为稳幅正弦信号与高斯信号之和, 其中高斯信号的方差值σ与正弦信号幅值相等。由图2可见随着数据采集窗的加宽, 系统信噪比明显提高。事实上, 当数据采集窗宽度为80 ms时, 即使高斯信号的σ比正弦信号幅值大数倍, 系统仍能正确识别出正弦信号。因此设计时应尽可能采用较宽的数据采集窗, 但数据采集窗的加宽会加重系统的计算量。故实际工作中应综合考虑。

采用编码方法可有效抑制同频干扰的影响。但另一方面, 编码信号的调幅作用使注入信号的频谱产生泄漏。因编码具有的检错能力大小与编码位数有关, 与编码中数字的排列顺序无关。因此为简化系统设计, 我们将相同数量的1和0放在一起, 组成两个等位数的数字串。同时取1和0对应的信号为方波, 于是编码信号成为1、0间隔排列的周期方波。这时注入信号成为:

式中Ak为编码信号的频率分量幅值。由式 (3) 可见, 这时x (t) 的频带无限宽。分析表明, 调制后信号x (t) 的频谱分布形态与1和0的信号时宽有关。图3给出了两种时宽下信号x (t) 频率分量幅值X (ω) 的标幺值分别与频率标幺值ω/0.5ωc (图3 (a) ) 和频率标幺值ω/0.1ωc (图3 (b) ) 的关系, 即x (t) 的幅频特性。由图3可见, 时宽较长时各频率分量在频率轴上的间隔比之时宽较短时的间隔要小。考虑到较长的编码具有较高的检错能力, 因此时宽应尽量取长些, 但较长时宽将增加系统的运算量, 使探测器响应时间延长。同时因各频率分量在频率上间隔较近, 时宽较长时带通滤波器的制作难度较时宽短时要大, 因此时宽长度的选择应综合权衡上述多种因素。

4 实验结果

实验样机采用磁棒检测编码电流产生的电磁信号。装置内含中心频率225 Hz的高阶带通滤波器、相关运算单元和编码解码器。数据窗宽度为80 ms, 编码长度为25 bit。实验表明, 国家标准规定电磁干扰条件下, 注入电流有效值30 m A时, 实验样机均能可靠检测到编码电流信号。同时, 实验指出样机距线路垂直探测距离可达30 m, 这表明即使样机放置于地面, 仍能可靠检测到垂直上方中压线路中的编码电流信号, 因此该方法具有实际意义。

5 结束语

在本文所述的S注入法中, 通过将注入信号载频选在相邻两个整数倍次谐波频率之间和采用窄带带通滤波器的方法可消除异频各整数倍次或非整数倍次谐波的干扰的影响;设置相关运算环节可大大减轻随机干扰的影响;采用编码方法可有效抑制同频干扰的影响。本文所述的S注入法可在复杂干扰存在的环境中正常工作, 这在实际工作中已得到验证。

摘要：给出了一种用于配电网接地故障点定位的具备编码的S注入法。在注入电流信号中加入调制和编码使同频电磁干扰大大削弱, 通过对注入信号的载频进行适当的选择及采用相关算法, 异频干扰和随机干扰的影响也得到有效抑制。实测表明编码S注入法在复杂电磁干扰存在的环境中可正常工作。可有效提高接地故障点定位的可靠性。

关键词：接地故障,定位,编码,S注入法,干扰

参考文献

[1]GIRGIS A A, FALLON C M, LUBKEMAN D L.A fault location technique for rural distribution feeders[J].IEEE Trans.on Industry Applications, 1993, 29 (6) :1170-1175.

[2]ZHU J, LUBKEMAN D L, GIRGIS A A.Automated fault location and diagnosis on electric power distribution feeders[J].IEEE Trans.on Power Delivery, 1997, (12) 2:801-809.

[3]CIRIC R M, PADILHA A, OCHOA L F.Investigating effects of neutral wire and grounding in distribution systems with faults[C]//39th International Universities Power Engineering Conference-2004, 2004, 2:888-892.

[4]COSER J, ROLIM J G.A method for fault location in distribution systems[C]//39th International Universities Power Engineering Conference-2004, 2004, 1:380-384.

[5]桑在中, 张慧芬, 潘贞存, 等.用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护[J].电力系统自动化, 1996, 20 (2) :11-13.

[6]王慧, 范正林, 桑在中, 等.“S注入法”与选线定位[J].电力自动化设备, 1999, 19 (3) :18-21.

配电线路故障的定位技术研究篇9

在许多地区, 由于线路、地理条件、气候等其他原因, 配电线路故障时有发生甚至很频繁。当线路发生故障时, 限于条件不能及时准确的找到故障点, 因此严重影响了正常供电造成很大损失。

2 配电线路故障定位方法研究现状

传统的线路故障排除步骤是:当线路运行人员接到线路故障指令后, 从变电站出口开始顺序查找, 最常用的方法有:

(1) 经验判断法:由有经验的运行人员根据该线路现行和历史状况、线路走廊地理及建筑物、天气等情况进行判断, 预测在该线路某处可能发生了故障, 然后直接去可疑地点查找故障点。

(2) 线路分段法:通过分断闭合线路上相关开关和断路器, 配合调度和变电站, 根据分断闭合开关操作前后线路故障是否消失, 来确定故障接地点所在范围进而定位故障线路和故障点。

传统线路故障查找有许多不便之处:首先, 要求线路运行人员对该线路及其基础资料非常熟悉并具有较多经验;其次, 当发生接地故障时, 在白天由于太阳光线强烈弧光放电可能不明显或不稳定, 极易造成维护及其他人员的人身伤害, 如在夜间还需要照明灯具及车辆的支持;依靠经验也无法应对随机意外事故引起的线路故障;另外, 受运行规程限制, 当接地故障还没有完全查清之前, 往往已到达规程允许的2小时时限, 被迫的拉闸停电将导致尚未查清的故障寻找变得更为困难, 进一步延长了故障处理恢复供电时间。这在供电线路长、线路走廊复杂、交通不便利的地区尤为明显。

随着国家经济的高速发展以及科科学技术的不断进步, 电力系统装备水平以及管理水平也在不断进步与提高, 有必要研制一种实用化程度高、有推广价值、可大幅度缩短故障定位时间的配电线路故障快速定位系统。临城县地处半山区丘陵地带, 线路走廊较为复杂, 供电线路较长, 更需要一种现代化的快速的故障定位技术, 来提高供用电管理水平。

3 沧州市配电线路故障定位方法研究

3.1 配电线路故障定位系统主要内容

沧州市供电公司立足配电线路故障定位方法现状, 组织相关配电线路运行、检修人员研制一种适用于各种接地方式、能够代替人工查找、快速定位到分支线路和故障点、具备推广价值的配电系统线路故障快速定位系统, 具备以下功能:

(1) 能够适合各种方式的中性点非直接接地系统

(2) 大幅度缩短故障定位时间

(3) 可定位到故障分支和故障点

(4) 具有较高准确度

(5) 自动化程度高

(6) 可以实时在线监测

(7) 性价比高, 实施较容易

(8) 实用化程度高, 具有推广价值

(9) 系统可以单独运行, 也可以纳入将来的配电自动化系统。

3.2 配电线路故障定位系统主要技术内容

现行中性点不直接接地系统的单相接地故障检测和定位的技术方案中, 主要有以下几种方法:高次谐波零序分量法、有功分量法、注入电流法、暂态信号测量和计算法、中性点小电阻接地、行波测距法等;在线故障检测方法主要有:5次谐波法、电容电流脉冲幅值法、首半波法等。

4 配电线路故障定位系统技术方案

4.1 技术方案及关键算法

通过对国内外现有各种线路故障检测技术方案的分析对比, 进行了相关的实验和论证之后。基于上述的指导思想和目标, 决定采用“不对称电流脉冲法”技术方案;采用具有数学放大镜之称的小波算法从微弱复杂信号中提取故障信息;采用主站GIS显示和现场显示结合的指示故障方法;采用智能拓扑分析计算故障线路和故障点。其基本原理为:“当配电线路故障时, 系统自动向配电线路发送短时不对称电流脉冲信号, 以此信号作为接地故障特征信号, 由安装在线路上的检测装置检测识别该信号, 由主站进行分析判断后, 同时在主站显示故障线路及故障点、在故障发生地点以翻牌和闪光指示故障点”

该系统由主站部分、通信部分及现场终端三大部分组成。其中:

主站系统:负责系统内所有设备的管理, 对相关线路信息进行收集、分析、计算、存储、显示, 发现线路故障时迅速启动报警程序, 即刻通知管理人员;

现场终端:负责对配电线路进行实时监测, 故障特征信号的发送与识别, 故障线路及故障点的现场指示;

通信系统:提供主站与子站、子站与故障识别指示装置的通信联系。

4.2 通信系统

综合考虑了通信距离、通信可靠性、系统建设、安装、以及日常维护费用等因素, 决定采用如下通信方式:

主站与子站之间的主通信网络采用公用通信平台GSM SMS, 其特点是无须再专门建设昂贵的通信网络, GSM网络覆盖率高, 通信距离基本不受限制, 不受地形地貌建筑物的影响。维护费用低, 无须再申请无线频谱和缴纳无线频谱使用费。

子站与终端之间的通信采用NFC无线网络技术, 其特点是利用ISM频段, 无须申请无线频谱和缴纳无线频谱使用费。

5 结论

经过近一年的运行证明系统实现了以下功能:对配电线路进行实时监测, 可以快速检测到相间故障和接地故障。故障定位时间由原来的数小时缩短为几分钟 (具体时间由GSM网络确定, 可通过提高SIM SMS其优先级来提高响应速度) 。极大的缩短了故障查找时间。

经过实际模拟接地故障测试, 证明系统准确有效。经过6月的实际运行, 该系统均成功捕捉到了线路故障信息。共发生故障3次, 成功捕捉3次, 成功率为100%。

经实际运行证明, 本配电线路故障快速定位系统的实施, 对于提高配用电管理水平方面, 主要体现了以下好处: