电力电缆脉冲电流测距法的改进
电力电缆故障点的距离测量(低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲)
GD-4133 多次脉冲电缆故障测试仪一、概述GD-4133电力电缆多次脉冲故障测距仪，用于电力电缆故障点的距离测量，具有波形易于识别、分辨率高、界面友好、同时支持触摸按键和机械按键、易于操作等特点。
GD-4133在低压脉冲方式下可以独立使用；在脉冲电流方式下需要和GD-2131L装置配合使用；在多次脉冲方式下还须和GD-4133S电缆测试多次脉冲耦合装置配合；在测距完成后须使用GD-4132数字式多功能电缆故障定点仪进行精确定点。
他们共同组成一套高性能的，能提供多种创新特性的电缆故障查找系统。
二、功能特点1．多种测距方法：a. 低压脉冲法：适用于低阻、短路、断线故障的精确测距，还可用于电缆全长及中间接头、T型接头、终端头的测量，以及波速度的校正。
b. 脉冲电流法：适用于高阻、闪络型故障的测距，使用电流耦合器从测试地线上采集信号，与高压部分完全隔离，安全可靠。
c. 多次脉冲法：世界上最先进的测距方法，是二次脉冲法的改进。
波形明确易于识别，测距精度高。
2．200MHz实时采样：a. 国内同类仪器最高采样频率，与国际最高水平接轨。
b. 提供最高0.4m的测距分辨率，测量盲区小，对近端故障和短电缆特别有效。
3．触摸操作和机械按键两种操作方式a. 触摸按键，操作更加灵活，具有手势操作功能。
b. 可以对光标进行拖拽，双击操作，定位更加简单、方便。
c. 兼容机械按键操作，五向按键，操作更加人性化。
4．LED大屏幕彩色液晶显示，界面友好：a. 波形清晰，尤其在多次脉冲测试中，多个波形以不同颜色同时显示，更易于识别。
b. 7寸大屏幕液晶，160°可视角度，显示内容丰富、直观。
c. 功能菜单简单实用，功能强大。
5．画中画暂存显示功能a. 界面显示采用画中画方式，由一个主窗口和三个暂存窗口组成，可同时查看三个暂存波形，使波形比较功能更加简单、直观、方便。
6．嵌入式操作系统a. 设计采用嵌入式操作系统Microsoft Windows CE 6.0+ARM9的结构设计，稳定的软件设计，更高的处理速度。
电缆故障定位测量中的误差及改进
电缆故障定位测量中的误差及改进摘要：对几种电缆故障定位技术进行分析，结合部分实际案例，阐述了测量误差的产生原因及防范措施，以求尽量在故障预定位阶段取得较高的精度，缩短故障定位的时间。
关键词：电缆抢修；故障；定位；误差前言:日常电缆故障定位过程为：判断故障类型、故障预定位、测寻路由、精确定点。
但某些极端情况不具备再次精确定位的条件，如水下电缆；或由于事故抢修的时间紧迫，要求在粗测阶段就要有很高的精度。
这就需要电缆测试人员对各种方法的测量结果的精确程度有所把握，将测量数据的误差减小到最小程度。
下面就目前使用的几种测试方法的可能误差进行分析，使得人们能够了解到误差可能产生的原因、大小及相应改进办法。
一、不同定位方法误差的原因目前常用的电缆故障定位方法有电桥法、低压脉冲法、脉冲电流法、二次（多次）脉冲法；1、电桥法中的误差（原理、误差的几种情况，短接线、电缆规格）图1—电桥法的原理接线图电桥法测量原理R1R4=R2R3，=；设=K，R3=KR4；对应的，L+L0=KLX，L+L0+LX=2L，LX=2L/K+1；在实际测量中存在回路串联的接触电阻r3和测量引线电阻r1、r2的存在，回路电阻对应的电缆长度将大于2L，测量结果LX出现正误差。
误差的大小取决于接触电阻r3和测量引线电阻r1、r2的大小。
引线电阻r1、r2影响消除方法：图2—三点电桥法的原理接线图改进的接线方式如图2，A—滑线电阻（1000Ω）；R1—故障点接地电阻；r1、r2—连接线电阻；如电桥在a1、a2、a3处分别平衡，A1、A2、A3为相应的滑线电阻数值，可得：a1位置：或；（2.1）a2位置：；（2.2）a3位置：；（2.3）联立求解得：x=；（2.4）如测试设备的限制不能采用上述方法。
实际工作中尽可能采用大截面过渡引线，或将末端电缆端子直接连接并紧固，将误差减到最小；二、低压脉冲反射法中的注意事项（原理、误差的几种情况，读数）低压脉冲反射法测量原理公式：l=1/2vt；v为电波在电缆中的传播速度，往往固定；t（us）为测量脉冲与反射脉冲间的时间差；(1、测量盲区：假定脉冲的时间宽度为τ，则在τ时刻以内到来的反射脉冲与发射脉冲重叠，无法区分出来，出线所谓的盲区。
电力计量误差产生原因及改进策略
电力计量误差产生原因及改进策略电力计量误差是指电力计量系统在测量电能时产生的误差，其主要原因可以归纳为以下几个方面：1. 电压、电流测量误差：电力计量系统中，电压、电流测量是实现电能测量的基础。
而电压、电流的测量存在着误差，主要包括测量仪表的精度误差、抗干扰能力、线路阻抗等因素的影响。
改进策略包括校准仪表的精度、研发抗干扰能力强的测量仪表、提高电路设计的精准性等。
2. 电能脉冲输出误差：电能计量使用的是电能脉冲输出装置进行信号输出，而输出装置的精度和稳定性直接影响到计量精度。
改进策略包括提高电量脉冲输出装置的精度，严格控制其稳定性。
3. 外界环境干扰：电力计量系统受外界环境的干扰，例如电磁辐射、气温变化等都会对电能计量产生误差。
改进策略包括加强抗干扰能力的设计，隔离外界干扰源等。
4. 使用环境因素：电力计量系统的使用环境和条件也会对电能计量产生一定的影响。
例如温度、湿度、气压等因素都会影响测量的准确性。
改进策略包括提供相对稳定的使用环境条件，如温湿度控制等。
5. 计算误差：电力计量系统中的数据处理和计算也可能引起误差。
例如算法的选取和实施、数据传输和存储的失真等。
改进策略包括提高计算算法的准确性和效率，使用高精度的表达格式进行数据传输和存储。
为了改进电力计量误差问题，可以采取以下策略：1. 强化仪表的质量控制，提高仪表的精度和稳定性。
2. 发展新的测量技术和装置，提高测量仪表的抗干扰能力和精度。
3. 加强对测量仪表的校准和检定，确保其准确性和稳定性。
4. 提高计量系统的抗干扰能力，通过电磁屏蔽和隔离等手段，减小外界干扰对电能计量的影响。
5. 提供相对稳定的使用环境，控制温度、湿度等因素对测量的影响。
6. 加强数据处理和计算的准确性，优化算法和提高数据传输和存储的准确性。
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
关键 词 ：电缆故 障；低 压脉冲反射 法； 自动故障定位；虚拟仪 器； 关函数 相
Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ｏ ｒｃ ｂ ｅｆ ｕ ｔ ｕ ｏ ｔ ｃ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｌ ｏ ｖ ｌａ ｅ ｐ ｌｅ ｔ ｏ ｆ ｗｅ ａ ｌ ａ ｌ ａ ｔ ｍａ ｉ ｌ ａ ｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｗ ｏ ｔ ｇ ｕ ｓ ｐ ｃｏ ｉ
基于脉冲电流法的电缆故障测距方案研究
基于脉冲电流法的电缆故障测距方案研究2海南电网有限责任公司，海南海口570100）摘要：脉冲电流是查找电缆故障区域的关键指标，可根据其击穿脉冲和反射脉冲的时间差快速判断电缆局放情况，应用效益非常显著。
本研究从脉冲电流测距原理出发，分析基于脉冲电流法的两种电缆故障测距方案，针对脉冲电流测距中的关键点，合理设置试验环境、校准HFCT及故障定位，以便为电缆故障点的查找提供有效参考依据。
关键词：电缆故障；测距；脉冲电流；试验方案；应用电缆运行过程中很容易出现由外部环境、绝缘老化、过载过流等引起的断线、接地等故障，造成其安全性、可靠性和稳定性大打折扣。
因此，必须针对电缆故障情况合理设置实验方案，有针对性、有目的性地开展故障测距，快速查找电缆故障区域，从而最大限度缩短电缆故障断电时间。
1脉冲电流测距的基本原理交联聚乙烯电力电缆在电力系统中应用非常普遍，其长久使用后容易出现由绝缘老化造成的局部放电现象。
尤其是在过载运行环境中，绝缘缺陷引起的局放事故频发，严重影响了电力系统的安全性能。
该过程中局部放电一般伴有声、光、热、电等现象，可利用脉冲电流法测定电流行波信号，快速判断电缆绝缘缺陷区域。
2基于脉冲电流法的局放定位优势脉冲电流测距法虽然能够准确开展电缆故障测距，但操作过程中往往需要利用示波器、光纤等精准测量装置进行反复测试。
尤其是在时域反射测量中，很容易由技术水平等不达标导致的测量误差，需针对实际情况进行合理调整，以保证电缆故障测距的可靠系数和实用效益。
从脉冲电流测距原理中可以发现，交联聚乙烯电力电缆故障的原因非常复杂，大致上可以划分为恶劣环境影响、机械操作损伤、绝缘老化破损等。
上述故障发生后均会在电缆中产生局部放电。
因此，可以利用该指标对脉冲电流测距系统进行优化，准确把握脉冲电流波动情况，从而快速判断电缆故障点。
为达到上述效果，本次试验过程中在传统脉冲电流法基础上进行改进，根据脉冲电流测距原理设置局放信号测距系统。
脉冲电流故障测距法
脉冲电流故障测距法脉冲电流故障测距法本章主要分析了脉冲电流法存在的问题,并对传统脉冲电流测试回路提出了改进,解决了使用传统脉冲电流法测量电缆故障距离时存在的波形叠加、不易识别的问题。
详细介绍了该方法的工作原理,以及各参数的选择。
结合小波分析技术,实现对脉冲电流波形的自动处理,达到了精确、自动测距的目的,进一步推一了脉冲电流测距方法的应用。
脉冲电流法存在的问题本节主要对传统脉冲电流测试过程中,测试电路中各个主要元件对测试波形的影响进行了深入的分析,总结了影响脉冲电流法测试波形的各种因素,得出测试电路对测试波形的作用规律。
井在此基础上提出了对脉冲电流测试方法的改进。
电流波形全过程扩散开的电流波形输出脉冲电流测试法是钊·对电缆的高阻与闪络性故障而采用的方法,对电缆的故障测距法的改进点施加高压使之击穿,同时使用仪器采集击穿产生的电流行波信号,通过电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计一算故障趾离。
图3一1为脉冲电流神闪测试时的典型波形图。
从冲闪测试过程及波形可以看出,脉冲电流法所测故障波形具有以下特点,同时也是影响脉冲电流故障测距精度的主要因素由于行波在电缆中存在传播损耗,电流波形以及线性电流藕合器的输出,随时间的增长越来越平滑,幅值也越来越小。
电缆中的电流会随着时间的增加逐渐趋近于。
,故障波形的全貌表现为幅值衰减的余弦振荡,这是由于故障点击穿后电缆与电容中存在的能量消耗完毕的缘故。
故障点反射脉冲有一个小的正脉冲出现,这是由于高压电容及测试导线存在的杂散电感的影响。
入射波与反射波之间易产生混叠现象,如图一所示。
当在测量点附近发生故障时,由于入射波与反射波之间的重叠,使第一个反射波无从识别。
严重时可淹没放电脉冲与反射脉冲的起始点,给故障定位带来误差。
其中,两种因素是不可避免的,因为能量消耗是自然规律因素中杂散电感是客观存在的,但是应该可以通过适当的改进措施来利用或者消除它的影响对于因素,虽然提高采样频率可以减小叠加范围,但是无论采样频率如何提高,都不可能完全消除线路测量端存在的波形混叠问题。
浅论电缆故障新旧探测方法的比对
本文综述了电缆故障的探测方法与仪器。
首先列举了电缆故障探测的传统方法并分析了传统方法的不足，然后介绍了电缆故障探测的新方法及其特点。
随着电缆用量在整个电力传输线路和因特网中所占的比例日益提高，电缆故障出现的几率越来越大。
电缆故障对生产造成的危害较大，轻者会造成单台电气设备不能运行，重者会导致整个变电所停电，所以电缆故障点的快速测定和精确定位问题变得非常重要。
一、电缆故障探测的传统方法（一）电缆故障测距的传统方法电缆故障测距的传统方法主要有以下四种：电桥法：这是电力电缆的测距的经典方法。
该方法比较简单，但需要事先知道电缆线长度等数据，且只适用于低阻及短路故障。
但是，在实际运行中，故障常常为高阻及闪络性故障，因故障电阻很高造成电桥电流很小，因此一般的灵敏度仪表很难探测。
脉冲回波法：针对低阻与断路类型的故障，利用低压脉冲反射方法来测电缆故障比起上面的电桥法简单直接，只需通过观察故障点反射与发射脉冲的时间差来测距。
测试时将一低压脉冲注入电缆，当脉冲传播到故障点时会发生反射，脉冲被反射送回到测量点。
利用仪器记录发射和反射脉冲的时间差，只需知道脉冲传播速度就可计算出故障发生点的距离。
该方法简单直观，不需知道电缆长度等原始数据，还可根据反射波形识别电缆接头与分支点的位置。
脉冲电压法。
该方法可用于测量高阻与闪络故障。
首先将电缆故障在直流或脉冲高压信号下击穿，然后通过记录放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间来测距。
脉冲电压法的一个重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿，直接利用故障击穿产生的瞬时脉冲信号，测试速度快，测量过程也得到简化。
但缺点是：①仪器通过一个电容电阻分压器分压测量电压脉冲信号，仪器与高压回路有电耦合，很容易发生高压信号串人，造成仪器损坏，故安全性较差；②在利用闪测法测距时，高压电容对脉冲信号呈短路状态，需要串一个电阻或电感以产生电压信号，增加了接线复杂性，使故障点不容易击穿；③在故障放电时，特别在冲闪时，分压器耦合的电压波形变化不尖锐，难以分辨。
基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析
Ｏ 引言
电力 电缆供 电以其 安全 、 可靠 、 利 于美 化城 市 与 有 工矿布局 等优 点 ， 获得 了广泛 的应用 。但 是随着 电力 电 缆 使用 量 日益 增 多， 电缆 故 障也 在不 断增 加 ， 如何 快速 准 确地 找 出 电缆故 障 点 ， 出故 障 点距离 及 定位 ， 就 测 这
量这类 故 障） 一般 常 见的有 单相接 地 、 相短 路或接 地 ， 两 及 三相 短路或 接地 等。
分 析 ， 出电缆 故障 探测 步 骤 ， 合实 例对 波 形识 别 进 给 结 行 总结 ， 以期 达 到节 省人 力物 力 、 高 电缆 故 障寻 测 效 提
率及缩 短处理 电缆事 故时 间的效果 。
要求 测试人 员首先 要选 好和用 好测 试仪 ， 能正确 识别 并 波形 。目前 国 内外广 泛使用 低压脉 冲法和 脉冲 电流法检 测 波形 ， 文基于 这两种 方法 对 电缆各种 故障 测距进 行 本
电缆 故障 是 由电缆绝 缘 的损 坏而 引起 的 ， 故障 的类 型大 体上 分 为四大类 ： 电阻 （ 低 或短路 ） 故障 、 开路 故障 、 闪络性 故障及 高 电阻故障 。
料缺 陷 、 层 的腐 蚀 、 护 电缆过 热、 电缆 的绝缘 物流 失 以及 中 间接 头 和 终端 头 的设计 和制 作 工 艺 问题 等 。总 的来 说， 由于制造 缺 陷而 造成 的 电缆 故障 是 不 多的 ， 而机 械 损伤 引起 的 电缆 故 障 占 电缆事 故很 大 的 比例 ， 除此 以 外 ， 障 常见 的部 位还 多数 发 生 于终 端头 、 间接 头 部 故 中 分 ， 为施 工质 量 不 良、 因 工艺 差 ， 料 不 当 ， 用 安装 中残 留 缺 陷如 潮气未 去除 干净 等， 行后 缺陷逐 渐发 展造 成故 运
基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析
测距进行分析 ， 给出电缆故障探测步骤 ， 结合实例对
波 形识 别总结 ， 以期达 到节省 人力 物力 、 高 电缆 故 提
为低 电阻故障， 因为传统的电桥法可 以测量这类故
障 ） 一般 常见 的有 单相 接 地 、 ， 两相 短 路 或 接地 及 三
相 短路或 接地 等 。
障寻测效率及缩短处理 电缆事故时间的效果。
２０Ｑ， ０ 这种 情况 由于 电阻不 是很 高 ， 电压加 不上 。
不当， 安装中残 留缺陷如潮气未去除干净等 ， 运行后
收稿 日期 ：００ １－ ２ １－１ ４ ０
３ 电缆故障探测的步骤
作者简介 ： 苏燕 民（９ １ ， ， １７ 一） 男 工程师
法检 测ห้องสมุดไป่ตู้波形 ， 本文 基 于这 两 种 方 法对 电缆 各 种 故 障
为四大类 ： 低电阻（ 或短路 ） 故障、 开路故障、 闪络性
故 障及高 电阻故 障 。 （ ）低 电阻 （ １ 或短 路 ） 障 。电缆 的一 芯或 数 芯 故 对地 绝缘 电阻或 者芯 与芯之 间绝 缘 电阻低 于 ２０Ｑ ０ （ 意 ： 里 所 说 的 低 电阻 值 与 用 电桥 法 测 试 时 所 注 这 指 的低 电阻不 一样 ， 电桥法 认 为小 于 １０ｋ 的故 障 ０ Ｑ
摘要 ： 通过 对电力电缆故障原 因、 性质分类 的分析 、 总结 ， 出电缆故障探测步骤 ， 给 对基 于低压脉 冲法和脉 冲电 流法的 电缆故障测距波形进行分析 ， 并结合 实例对波形识别进行 总结。 关键词 ： 电力电缆 ； 故障 ； 压脉 冲法 ； 低 脉冲 电流法 ； 测距 ； 波形 中图分类号 ：Ｍ２６ Ｔ ２ ６ Ｔ ０ ；Ｍ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ９ １ ２ １ ）５０ ３ －４ １７ ￣ ０ （０ １０ －０４０
电缆路径检测仪的原理及改进设计
电缆路径检测仪的原理及改进设计电缆路径检测仪是一种常见的工具，广泛应用于许多不同的领域，如建筑工程、电气工程、通信工程等。
它通过检测电缆的路径和位置，可以有效地保证电缆的安装质量和运行稳定性。
本文将对电缆路径检测仪的原理和改进设计进行详细介绍。
一、电缆路径检测仪的原理电缆路径检测仪主要由以下几个部分组成：探测杆、接收机、信号处理器和显示器。
其工作原理基于电磁感应理论，将电缆中流动的电流产生的磁场感应到探测杆上，再通过接收机将感应到的信号传输给信号处理器进行处理，最终在显示器上显示出电缆的位置和路径。
具体来说，其工作流程如下：1.准备工作：首先需要确定电缆路径检测仪要检测的电缆，并将探测杆排列在电缆周围。
接着打开信号处理器和显示器等设备。
2.感应信号：通过探测杆感应电缆中流动的电流产生的磁场，将这些信号传输给接收机。
3.信号处理：接收机将接收到的信号传输给信号处理器，进行数字信号处理和滤波等操作，以消除噪声干扰和提高信噪比。
4.显示结果：信号处理器将处理后的信号传输到显示器，使用户可以直观地看到电缆的位置和路径。
二、电缆路径检测仪的改进设计虽然电缆路径检测仪在实际应用中已经取得了一定的成效，但仍然存在一些问题和局限性。
例如，在某些复杂的环境中，如地下室和管道等狭小空间，使用传统的电缆路径检测仪难以精确地确定电缆的位置和路径。
因此，需要进行改进设计，以提高电缆路径检测的准确性和可靠性。
以下是几个改进设计的方案：1.使用多传感器技术：传统的电缆路径检测仪只能通过单一的探测杆感应电缆的磁场，难以适用于复杂的环境。
因此，可以采用多传感器技术，即通过多个探测杆或其他传感器来感应电缆的磁场，提高检测的准确性和可靠性。
2.集成定位系统：在电缆路径检测仪中集成GPS或其他定位系统，可以更精确地定位电缆的位置和路径，并在城市建设等领域有着广泛的应用。
3.引入计算机视觉技术：另一种改进方案是引入计算机视觉技术，利用图像处理算法和人工智能技术来实现电缆的自动检测和定位。
电缆计米器的脉冲计数算法及误差补偿方法研究
电缆计米器的脉冲计数算法及误差补偿方法研究电缆计米器是一种用于测量电缆长度的仪器，它通过测量电缆上的脉冲信号来计算电缆的长度。
本文将探讨电缆计米器的脉冲计数算法及误差补偿方法的研究。
一、脉冲计数算法脉冲计数算法是电缆计米器中的核心算法，它用来根据接收到的脉冲信号来计算电缆的长度。
常用的脉冲计数算法有两种：次数计算法和时间计算法。
1. 次数计算法：此方法通过统计脉冲信号的个数来计算电缆长度。
首先，电缆计米器需要设置一个脉冲信号对应的长度值，称为单位长度。
然后，通过记录接收到的脉冲信号的个数，乘以单位长度，即可计算出电缆的总长度。
这种算法简单易懂，但存在一个问题，即脉冲信号可能因为噪声或其他原因而产生误判，导致计算出的长度不准确。
2. 时间计算法：此方法通过测量脉冲信号的时间间隔来计算电缆长度。
首先，电缆计米器需要设置一个时间间隔对应的长度值，称为单位长度。
然后，通过记录接收到的脉冲信号的时间间隔，乘以单位长度，即可计算出电缆的总长度。
与次数计算法相比，时间计算法更加精确，因为它不受误判的影响。
但是，时间计算法需要更好的时间测量和计时设备，相对来说更加复杂。
二、误差补偿方法电缆计米器的精确度受到多种因素的影响，如：脉冲信号的产生误差、传输误差、测量误差等。
为了提高测量的准确性，需要采取一些误差补偿方法。
1. 脉冲信号产生误差补偿：电缆计米器通过电磁感应原理接收电缆上的脉冲信号，但这些脉冲信号可能会因为电缆本身的质量问题或其他原因而产生误差。
为了补偿这种误差，可以进行校准操作，即通过测量已知长度的电缆来提取脉冲信号的真实长度，并利用这个数据进行误差补偿。
2. 传输误差补偿：脉冲信号在电缆传输过程中可能会受到衰减和失真的影响，进而影响计量的准确性。
为了补偿这种误差，可以在电缆计米器的硬件或软件中引入补偿方法，通过对传输过程中的信号衰减和失真进行校正，以保证测量的准确性。
3. 测量误差补偿：除了脉冲信号和传输误差外，电缆计米器本身的测量误差也是需要进行补偿的。
电力系统中的电流测量精度提升技术
电力系统中的电流测量精度提升技术在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定运行至关重要。
而电流测量作为电力系统监测和控制的重要环节，其精度的提升对于保障电力系统的安全、可靠和高效运行具有关键意义。
电流测量的精度直接影响到电力系统中众多设备的运行状态评估、保护装置的动作准确性以及电能计量的公正性。
然而，在实际的电力系统运行环境中，存在着诸多因素会影响电流测量的精度，例如电磁干扰、温度变化、传感器特性的漂移等。
为了应对这些挑战，研究人员和工程师们不断探索和创新，提出了一系列电流测量精度提升技术。
一种常见的提升电流测量精度的方法是优化传感器的设计与选型。
传感器是获取电流信号的关键部件，其性能直接决定了测量的准确性。
例如，在高压电力系统中，常用的电流互感器需要具备良好的绝缘性能、高精度的比例变换特性以及较低的相位误差。
对于一些特殊的应用场景，如高频电流测量或微小电流测量，可能需要采用霍尔传感器、罗氏线圈等具有特定优势的传感器类型。
除了传感器本身，信号调理电路的设计也对电流测量精度有着重要影响。
信号调理电路负责对传感器输出的原始信号进行放大、滤波、补偿等处理，以使其能够满足后续测量和处理的要求。
在设计信号调理电路时，需要充分考虑噪声抑制、增益稳定性、线性度等因素。
采用高性能的运算放大器、高精度的电阻和电容元件，以及合理的电路拓扑结构，可以有效地提高信号调理的质量，从而提升电流测量的精度。
在数字化测量时代，模数转换（ADC）技术的选择和应用也是提高电流测量精度的关键之一。
ADC 的分辨率、采样率、转换精度等参数直接决定了数字化电流信号的质量。
为了获得更高的测量精度，通常会选择分辨率较高、转换误差较小的 ADC 芯片，并结合适当的采样策略和数字滤波算法，来降低量化误差和噪声的影响。
此外，误差补偿技术在电流测量精度提升中也发挥着重要作用。
由于传感器和测量电路在实际工作中不可避免地会存在各种误差，如零点漂移、增益误差、非线性误差等，通过对这些误差进行建模和分析，然后采用相应的补偿算法，可以有效地提高测量的准确性。
电力电缆脉冲电流测距法的改进
ZHAO Ai-li1, XU Bing-yin1,2,ZHANG Zheng-tuan1 (1. School of Electrical & Electronic Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China;
circumstances
U0/kV
Ud/kV
R/Ω
L/mH
100
0
10
5
0
0.6
图 4 简化等效电路图 Fig.4 Simplified equivalent circuit
由图 4 知， uC1 = uR + uL + uC2 即
d2uC2 dt2
+
R⋅ L
duC2 dt
+ C1 +C2 C1C2
T1 T2 D R G
220 V
C L
2τ + td
(a) 测试接线图 4τ + td
仪器 t
(b) 直接击穿时的脉冲电流波形
220 V
C
L
(a) 测试接线图 Δt
仪器
t
τ
3τ 5τ
(b) 线性电流耦合器的输出
图 1 脉冲电流直闪测试法示意图
Fig.1 Impulse current impact-flash method diagram
Δt = 2τ 对应于电流脉冲在故障点与测量点之间往
返一次所需的时间，可用来计算故障距离。 实际应用中，施加的高压脉冲往往不能直接使
基于脉冲电流法的电力电缆绝缘水平检测技术的应用
基于脉冲电流法的电力电缆绝缘水平检测技术的应用摘要：随着我国国民经济水平的提高，科学技术的不断进步，电力电缆使用的范围也越来越广，为了确保电力电缆运行的可靠性，一定要做好其在绝缘方面的检测，由于绝缘缺陷造成局部放电的发生率，下面就结合局部放电产生的原因，分析使用脉冲电流法在放电离线检测技术的效果，提高用户用电的安全性和可靠性。
关键词：脉冲电流法; 电力电缆;绝缘水平检测技术在现代社会的大发展中，无论是110K还是220KV的线路深人负荷中心的供电模式都得到了普遍，同时对电缆的要求也越来越高，例如有的结构简单、易于弯曲、定工作温度高、重量轻、安装敷设方便等优点,但是如果是在一些条件非常恶劣的情况运行，还会发生绝缘破坏，进而影响电能的输送情况，导致非计划停电问题的发生。
1局部放电原理分析技术人员都遇到过局部放电的问题,就是导体之间绝缘部分被部分桥接的电气放电，造成的后果比较严重。
虽然这种情况不会形成贯穿性的导电通道,但是这种局部放电问题，如果放任不管、或者处理时间比较长，将会直接导致电力设备绝缘材料逐渐劣化，严重时甚至还会有击穿的可能。
通过长时间的工作经验总结，一般情况下而言，局部放电都发生在导体边上,在绝缘体的表面上或内部发生的概率比较小,如果放电位置发生在表面，就称之为表面局部放电,如果放电位置发生在内部，就被称之为内部局部放电,如果放电位置是被气体包围的导体附件，那么这种局部放电被称之为电晕。
局部放电的图形和放电的整体类型没有关系,在实践中也证实不同的放电类型其具体的放电位置也不尽相同。
2离线测量的技术原理分析脉冲电流法也被称之为ERA法，在操作原理上主要使用局部放电频谱中几K至几十M的频段部分,测试该段落的实际灵敏度高，进而就可以判断漏电问题。
对局放脉冲电流测试方法已经有了明确的规定,也就是藕合电容法。
因为在脉冲电流方法中有统一的规范,因此在电力电缆中，离线局部放电检测方式已经广泛使用到了电力电缆漏电放电问题。
电缆路径检测仪的原理及改进设计
其中：R1、R2为已知电阻
高压电桥法测电缆故障连线图与低压电阻电桥法相同。此种方法的优点是再也不用“烧穿”法先降低故障相绝缘电阻，使其变成低阻才能测试，即大家常形容的“边烧穿边粗测”。
现代新技术的应用通过前面的分析，我们了解到电桥法实质上只能解决电缆部分故障的测试。而电缆的故障千奇百怪，三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难题，同时也为了方便各种故障的测试，因此，通过XX电子科技大学(原西北电讯工程学院)和XX供电局科研人员的合作攻关，我国才有了真正意义上的电缆故障检测仪。 仪器的基本原理应用了微波传输(雷达测距)理论，即脉冲法。无论低压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀长线（电缆）”传输中，因其某处(故障点)特性阻抗发生变化对电波的影响来微观地分析电波相位、极性及幅度等物理量的变化，来测得电波传输到故障点的时间再计算出故障点的距离。善和提高，但又一个遗留的难题并未解决---高压分压取样方式。继续延用水电阻分压，意味着在高压脉冲的测试中若主机接地不良(或遗忘)、误操作、水电阻爆裂均会损坏仪器，严重时造成人身伤害。
图1.10 高压脉冲法(冲闪法)测试连线图
众所周知，在电缆故障粗测过程中测试电压的高低，取决于故障电缆绝缘损伤的程度，有时可能会升至3—4万伏才能使故障点击穿，获得波形。结果往往是仪器不能承受高压而损坏，甚至造成人身安全威胁，这就是为什么反复强调“四地一线”的安全重要性。目前生产这一类仪器的厂家很多，原理上没有大的改进，只是在原有技术的基础上增加了计算机接口，直流供电等功能。取样方式上也增加了用电流法采集信号(如图10)。也有尝试搞数字式电缆故障检测仪的，即不再显示测试波形而直接数显距离。设计思路是可取的，但受测试对象(电缆)容性阻抗特性的影响，数显结果重复性差，无法确认，实践证明是不成功的。电桥法测试的安全性很高，所以有些制造厂家又回到了老路上，运用单片机技术及电子技术改造电桥，使其智能化。此类仪器采样频率在20—25MHz，测试距离15—20Km，测试盲区大多在15—30米左右。
基于脉冲电流法电缆故障测距仿真实验分析
基于脉冲电流法电缆故障测距仿真实验分析发布时间：2023-02-15T08:54:40.589Z 来源：《当代电力文化》2022年19期作者：林志鹏[导读] 通过对电缆局部放电特性的研究和分析林志鹏中国铁路上海局集团有限公司徐州供电段江苏省徐州市 221000摘要：通过对电缆局部放电特性的研究和分析，并根据电缆缺陷理论，选择采集电容泄漏电流值、脉冲电流峰值、环境相对湿度和四种环境温度特性值来判断在此基础上，下文讨论了基于脉冲电流法测量电缆故障距离的仿真实验，供参考。
关键词：脉冲电流法；电缆故障测距；仿真实验分析引言电缆线路具有供电可靠性高、安全性好、不占地面空间等优势，已经成为城市配电网建设的主要方向，并逐渐在钢铁、石化、煤矿等工矿企业电网中广泛应用。
配电网系统中电缆敷设环境复杂隐蔽，分支众多，一旦发生电缆故障，不易定位，给故障的排查和检修带来诸多不便。
目前通用做法是利用配电网自动化系统或故障指示器等设备定位出故障区段，然后在设备停电后再采用离线式测距设备定位故障点，整个过程需要花费大量时间和人力。
因此，现场用户更加关注在线监测或定位系统的应用及发展。
1开展高压电力电缆故障分析的重要作用分析根据我国现行标准的规定，高压电力电缆是指额定电压为1000V以上的电力电缆，是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其基本结构是由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分所组成，在我国电力线路中所占的比重越来越大。
可以说，高压电力电缆运行的安全性与稳定性，对于国家发展及社会经济进步具有十分重大的影响，一旦其运行出现故障，就会造成大范围、大面积的停电，影响到居民的正常生活以及企业的生产经营活动。
因此，对高压电力电缆出现故障的原因进行分析，是电力部门必须把握的重要问题。
只有认真分析高压电力电缆出现故障问题的原因，才能针对性提升高压电力电缆试验方法以及检测技术的专业性。
近年来，随着我国的城市化发展和工业化建设，在有限的区域内，高压电力电缆的数量不断增加，导致这些地区的电缆之间的绝缘状态不断降低，极易发生故障问题。
输电线路故障测距改进方法探索
输电线路故障测距改进方法探索摘要：输电线路是我国电力能源运输的重要载体，其关乎我国电网运行的稳定，影响着我国经济社会的发展。
互联网技术的蓬勃发展，使得我国输电网络的用户规模不断扩大。
因此，我国输电线路的输送电能容量以及故障检测的重要性日益显现。
本文依据输电线路故障测距的主要方法，从正序故障分量、线路参数独立的测距技术、串联补偿线路优化，这三方面进行输电线路故障测距的具体改进策略的研究，为我国电力领域的高质量发展提供一定的参考。
关键词：输电线路；故障测距；改进方法引言：电网系统具有一定的复杂性。
现阶段，我国输电线路受地理区域以及自然环境等的影响，极易发生故障。
因此，对于输电线路故障检测方法的优化成为现阶段我国电网企业研究的重点。
故障测距是通过输电线路发生故障时的电压、电流等信息，建立电网模型，从而得到输电线路故障区域的准确位置，为后期输电线路维修工作提供了便利，保证了我国电力资源的平稳运行。
一、输电线路故障测距的主要方法（一）输电线路故障测距中的行波法行波法依据发射及接收行波信号的位置情况可以分为三种，即单端、双端、三端[1]。
其中单端行波法是采用一端进行测距，其对于设备及试验环境没有较高的要求。
但是由于单端行波法需要进行反射行波检测，不同的系统或同一系统不同的运行方式、电阻等的差异，都会使得反射行波数据出现波动，从而使得反射行波差异较大，精确性不足。
双端行波法则是对于初始行波波头到线路两端的距离进行测量，找到其时间差，进而进行故障位置计算。
该方法几乎不受线路长度及行波速度的影响。
但是，在运用此方法时，对于钟表时间的精确性要求较高。
三端行波法则是通过对于线路两端及相邻检测端的行波波头的多端数据进行输电线路故障位置计算。
这种测距方法的准确度相对较高。
但是对于检测设备的装置及时间把控极为严格，稍有不慎，测距就会失败。
（二）输电线路故障测距中的故障分析法输电线路故障出具中的故障分析法是基于电气量分析理论，依据故障距离和装置电气量的函数关系，进行故障位置计算[2]。
一种改进的脉冲式激光测距仪的设计
成绩评定表课程设计任务书目录摘要:4引言：6一.传统脉冲式激光测距仪的工作原理6 二．参加模拟处理模块提高测距精度7三.系统的总体框架91.测量阶段92. 处理显示阶段10四．测量实验11五．结论12参考文献13摘要:脉冲式激光测距仪原理简单,集成化和小型化比拟好,采用直接计数激光脉冲延迟时间方法测量距离,精度比拟低。
本课设采用高精度电容的大充放电时间常数比的方法,将待测的微小时间放大,采用较低的时钟准确测量激光脉冲回波与主计数时钟之间小于一个周期的时间间隔,提高了脉冲式激光测距仪的测量精度。
本课设给出了系统设计框图,实验数据说明,此系统和普通脉冲式激光测距仪相比,距离分辨率提高了20 倍。
关键词: 激光测距; 激光脉冲; 距离分辨率;引言：FPGA 计数随着技术的进步,激光测距机向着标准化、多功能、高可靠性和小型化的方向开展,追求更高的性价比,更广的应用X围。
按实现机理,激光测距仪可分为脉冲式和连续波相位式。
脉冲式的优势在于测试距离远,信号处理简单,被测目标可以是非合作的,但其缺点是测量精度并不太高,作用距离一般为数百米至数十千米, 距离分辨率在米量级。
以脉冲式激光测距仪简单易行的工作原理为根底,本课设提出了一种改良方案,提高了它的测量精度和系统的综合性能。
一.传统脉冲式激光测距仪的工作原理传统脉冲式激光测距的原理是:由激光器对被测目标发射一个光信号,然后接收目标反射回来的光信号,通过测量光信号往返经过的时间,计算出目标的距离。
测量公式为:L = ct/ 2 (1)式中: L 为待测目标的距离, t 为光信号往返所花的时间, c为光传播速度。
传统脉冲式激光测距仪由激光发射系统,激光承受系统,计数系统(数据采集及信息处理、显示) 以及电源共4局部组成。
其通常的测量过程为:(1) 发射机发射激光脉冲,同时启动计数器开场计数。
(2) 激光脉冲遇到待测物体,产生回波,并由接收机接收,终止计数器计数。
(3)根据计数结果算出被测目标距离。
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circumstances
U0/kV
Ud/kV
R/Ω
L/mH
100
0
10
5
0
0.6
图 4 简化等效电路图 Fig.4 Simplified equivalent circuit
由图 4 知， uC1 = uR + uL + uC2 即
d2uC2 dt2
+
R⋅ L
duC2 dt
+ C1 +C2 C1C2
⋅uC2
=
u0 LC2
（1）
式（1）是以 uc2 为未知量的 RLC 串联电路放电过程
的二阶微分方程，可求得 uc2 的表达式：
当R >2 L + L 时 C1 C2
uc2
=
由表 1 知若不使用电感而仅使用电阻，所需电阻值 较大，增加了能量损耗；若不使用电阻仅使用电感，
加压时会产生较大的冲击脉冲，另外所需电感较大，
难以制作。二者综合考虑可取 R=20 Ω、L=0.5 mH 做数字仿真实验及现场试验。
表 1 不同情况下延迟 15 μs 时的 R、L 参数
Tab.1 R and L parameters for 15μs’s delay under different
S = v ⋅ Δt / 2 可计算出故障点到测量端的距离。
T1
T2 D R
故障点击穿,故障点是在高压脉冲在远端反射脉冲 到达后，因承受的电压接近施加电压的两倍而击穿 的。此时产生如图 2(c)所示的脉冲电流波形,远端反 射脉冲与故障点放电脉冲产生混叠，不易确定脉冲
电流从测量端到故障点往返一次的时间 Δt 。
2. Shandong Kehui Electric Company, Zibo 255087, China)
Abstract: In this paper, a new method based on impuse current method for cable fault location is designed. The fault point voltage can not be quickly increased, by adding the series inductance and resistance in the high-voltage circuit. So that this method can prolong discharge time of the fault point. And this delay will separate the discharge transient of fault point with the charge transient, and their waves will not overlap. So this method can resolve the problem that the reflected waves are difficult to identify. Both ATP/Matlab simulations and field tests verify the feasibility of this method. Key words: cable；fault locaction; impulse current method; delay; ATP/EMTP digital simulation
可测定故障点的距离。二次脉冲法把低压脉冲法和 高压闪络技术相结合，克服了低压脉冲法不能测量 高阻故障的不足，又保留了其波形易于识别的优点； 但该方法设备构成复杂、安全性差、制造成本高、 现场使用不方便。
脉冲电流法是 80 年代初发展起来的一种电缆 故障测距方法，具有接线简单、安全可靠、成本低 等优点，受到了测试人员的欢迎。但该方法的波形 较复杂，故障点反射脉冲识别困难，对测试人员专 业水平与经验要求较高。本文的工作致力于对脉冲 电流测距法进行改进，解决其故障点反射脉冲难以 识别的问题，以促进该方法的进一步推广应用。
穿放电。忽略电缆电阻的影响，可得简化电路如图 4 所示。
L
R
+
U0
- C1
C2
uc2
=
−M (cos βt
+
R 2L
sin βt) exp(−Rt
/
2L) +
M
（4）
在表达式（2）、（3）、（4）中 M = C1u0 ； C1 + C2
Δ = R 2 − 4(C1 + C2 ) ；β = (C1 + C2 ) − R 2 。
Δt = 2τ 对应于电流脉冲在故障点与测量点之间往
返一次所需的时间，可用来计算故障距离。 实际应用中，施加的高压脉冲往往不能直接使
t
(c) 远端反射电压击穿时的脉冲电流波形
图 2 脉冲电流冲闪测试法示意图 Fig.2 Impulse current direct-flash method diagram
T1 220 V
T2 D R C1
L R C2
仪器
图 3 改进的脉冲电流法测试接线图
Fig.3 Principle diagram of the improved impuse current method
该方法的测试接线图如图 3 所示。该方法与传 统脉冲电流法的区别在于增加了图中虚线框部分， 即串入了 R、L，增加了脉冲电容器 C2。其中 R、L
目前现场应用的电缆故障测距方法主要有低压 脉冲法、脉冲电流法和二次脉冲法[2]。低压脉冲法 只能用于低阻故障测距，而后两种方法主要用于在 故障中占绝大多数的高阻故障[1,3]。二次脉冲法是首 先在电缆不带电的情况下向其注入一个低压脉冲， 获得故障点呈高阻状态下的脉冲反射波形。然后， 给故障电缆施加高压冲击脉冲使故障点击穿，同时 通过耦合电路再向其注入一低压脉冲，获得故障点 燃弧状态（电阻接近于零）下脉冲反射波形。将以 上测得的两个脉冲反射波形进行比较，在故障点反 射脉冲到来的时刻，二者将出现明显分叉点；据此，
Improvement of impulse current method for cable fault location
ZHAO Ai-li1, XU Bing-yin1,2,ZHANG Zheng-tuan1 (1. School of Electrical & Electronic Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China;
由于施加高压脉冲产生暂态过程一般不到 10 μs，因此，如果能延时 15~20 μs 就足以达到使加压 暂态与故障点放电暂态在时间上分开的目的。通过 合理的选择 R、L 参数，就可得到所需延迟的时间， 从而获得较好的测试效果。
设图 3 中储能电容 C1 的初始电压 U0，故障点
击穿电压为 ud，当电缆端电压 uc2=ud 时，故障点击
1 脉冲电流法及其存在的问题
脉冲电流测距法（简称脉冲电流法）是将电缆 故障点用直流高压击穿，使用仪器采集并记录下故 障点击穿产生的电流脉冲波形，通过分析故障点放 电产生的脉冲电流在测量端与故障点往返一次的时 间计算故障距离。
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电力系统保护与控制
脉冲电流法包括直闪法和冲闪法两种具体的 测试方法[1]。图 1（a）为直闪法测试接线图，用于 测量闪络击穿性故障，在用高压试验设备把电压升 到一定值时故障点闪络击穿，线性电流耦合器 L 输 出第一个电流脉冲，放电脉冲到达故障点后又被反 射,折回到仪器端产生第二个脉冲。这一过程不断进 行,直到放电过程结束，仪器记录的脉冲电流波形如 图 1（b）所示。图中第一个负脉冲是故障点放电脉 冲到达测量点引起的，可简单地叫做故障点放电脉 冲；第二个负脉冲是故障点反射脉冲引起的，叫做 故障点反射脉冲。它们之间的时间差Δt 即为脉冲电 流在测量端与故障点往返一次的时间，根据
中图分类号： TM77 文献标识码：A
文章编号： 1674-3415(2009)24-0055-05
0 引言
电力电缆通常埋于地下，一旦出现故障，寻找 起来十分困难，不仅浪费了大量的人力、物力和查 找时间，而且会造成难以估计的停电损失。准确、 快速、经济地查寻到电缆故障点，对于缩短停电时 间，提高供电可靠性、减少故障修复费用具有十分 重要的意义[1]。
由此可见，当采用冲闪测试法时，施加电压产 生的脉冲反射过程与故障点放电产生的反射过程会 有叠加，所得波形复杂、相互混叠，分析困难，对 测距人员要求较高，影响了脉冲电流法的推广应用。
2 脉冲电流法的改进
2.1 改进的脉冲电流法工作原理 为解决使用传统脉冲电流测距法时，加压暂态
与故障点放电暂态波形混叠，反射波难以识别、不 易分析的问题。本文提出了一种改进方法，即在高 压回路里串联电感和电阻，使得故障点电压不能立 刻达到击穿电压，要经过一定时间的延时故障点才 会击穿放电，从而在时间上将加压暂态和故障点放 电暂态分开，避免了脉冲电流波形的叠加，所得波 形易于辨识。
赵爱丽，等 电力电缆脉冲电流测距法的改进
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起限制电压上升的作用，当给电缆加压时，故障点 的电压不能迅速上升，从而延迟了故障点击穿放电 的时间。高频脉冲电容器 C2 对高频行波信号呈短路 状态，在故障点击穿产生的电流行波到达后，可产 生脉冲电流，起电流取样的作用，其次还有限制电 压上升的作用。在实际测试中，为使故障点充分放 电，获得的脉冲电流波形规范，C2 应尽可能选较大 容量的电容，一般选 0.1～0.2 μF 即可获得满意波 形。 2.2 参数选择
实际上，现场大部分故障的电阻远低于高压设 备内阻，电缆上获得电压比较小，故障点不能形成 闪络，需使用冲击闪络法（简称冲闪法），其测试 接线图如图2(a)所示。冲闪法与直闪法的区别是在 储能电容C与电缆之间串入一球间隙G，首先，用直 流高压对电容C充电，当电容C上的电压足够高时， 球间隙G击穿，电容C对电缆放电，将高压信号施加 在电缆上去。使用冲闪法时，根据故障点击穿情况 的不同会得到不同的脉冲电流波形。如果施加的高 压脉冲电压足够高，故障点在高压脉冲到达后，经 过短暂的电离时间 td 后即击穿放电，产生如图2(b) 所示的脉冲电流波形。图中第一个脉冲是球间隙击 穿时电容对电缆放电引起的，第二个脉冲是由故障 点传来的故障放电电流脉冲以及在测量点反射脉冲 迭加的结果，其幅值是故障点放电电流脉冲的两倍 (若考虑传播损耗，实际值要小), 以后的脉冲则是电 流行波在故障点与测量点之间来回反射造成的。波 形上第二个负脉冲与第三个负脉冲之间的时间差