电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
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。
利用脉冲跨步方式对电缆故障进行定向与定位的方法和装置
利用脉冲跨步方式对电缆故障进行定向与定位的方法和装置来源：电力114网地址：1 引言电缆用量在整个电力传输线路中所占的比例日益提高，出于施工成本和其他各种因素的考虑，电力电缆特别是1Kv 低压电缆目前的主要敷设方式多选用地下直埋方式。
这就造成电缆故障后，电缆故障点的测寻比较困难的情况，对于电缆故障点的快速测定和精确定位问题，一直是困扰着电力行业有关技术人员和维修人员的难题。
目前，电力电缆的故障测距与定位主要有以下几种方法：1. 电桥法：该方法是利用电桥原理，通过计算接地电缆的电阻进行故障测距。
但该方法对高阻接地测距误差偏大，接线复杂，电缆对端需要人员配合。
2. 脉冲测试法：脉冲测试仪能直接采用低压脉冲方式对电缆的低阻、开路故障进行测距。
并且与高压电源设备配合使用，对电缆的高阻故障及闪络故障进行测距。
此方法对于中高压等级的电力电缆故障测距，由于对被试品施加足够高的直流电压，故障点放电充分，此方法是比较有效的，并且是目前大部分工程技术人员查找电缆故障的主要方法。
但是对于低压配电线路中常用的1Kv 电缆，该方法的应用并不是很理想，主要是由于对被试品所加直流电压不能过高，故障点放电往往不充分，测试到的波形难于分辨，造成确定故障点困难，查找周期长。
并且此方法对于无铠装电缆的单相对地故障是无法测试的。
3. 声磁同步法：该方法使用高压设备使电缆故障点击穿放电，利用接收器记录放电声音，并用磁场信号对其进行同步，通过分析声音波形及测试人员通过耳机听声进行故障定点。
此方法是目前常用的电力电缆定点的方法，但该方法只能获得距离故障点附近2 ～ 3 米左右距离的声音信号，且对现场操作人员的技术素质要求较高。
利用脉冲跨步方式对低压电缆故障进行定向与定位的方法是一种接线简单、操作方便的，对于直埋电力电缆故障快速定向、精确定点测量的方法。
它是利用电缆沿线的土壤中或地面产生沿电缆走向依次递减或递增的“跨步”电压脉冲，确定故障点的方向和具体位置。
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
电缆故障测试中的低压脉冲反射法
电缆故障测试中的低压脉冲反射法淄博信易杰电气有限公司， 0533-*******§3-1 低压脉冲反射法工作原理1. 应用范围低压脉冲反射法(以下简称低压脉冲法)用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。
据统计这类故障约占电缆故障的10%。
低压脉冲法还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度，还可用于区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。
2. 工作原理测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来（图3.1）。
波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离，可由下式计算。
L=V·△t2 (3.1)图3.1 低压脉冲反射原理图通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。
断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。
由3.1式知道，脉冲在电缆中的波速度对于准确地计算出故障距离很关键。
在不清楚电缆的波速度值的情况下，可用如下方法测量。
如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度：V=2·L△t (3.2)3. 发射脉冲的选择1) 脉冲的形状电缆故障测量仪器使用的电压脉冲一般有矩形、指数、钟形（又叫升余弦）等。
由于矩形脉冲形成比较容易，故应用的比较多。
2) 脉冲的宽度脉冲总有一定的时间宽度，假定为τ，则在τ时刻以内到来的反射脉冲与发射脉冲相重迭，无法区分出来，因此就不能测出故障点距离，出现了盲区。
假设脉冲发射宽度是0.5s，电缆波速度是160m /s，其测量盲区就是40米，仪器发送脉冲愈宽，测量盲区愈大。
从减小盲区的角度看，发送脉冲宽度窄一些好，但脉冲愈窄，它所包含的高频成分愈丰富，而线路高频损耗大，使反射脉冲幅值过小，畸变严重，影响远距离故障的测量效果。
电缆故障定位仪的使用方法
电缆故障定位仪的使用方法故障测试的基本步骤：用摇表或者万用表测量故障电缆的绝缘电阻，判断故障性质，确定测试方法；测试故障距离；探测故障点附近电缆埋设的路径；定点。
本测试系统故障测试有低压脉冲、直闪、冲闪三种基本方式，再配合不同的取样方法，共有八种测试方式。
测试前将电缆终端头的所有连线断开。
测试系统的面板上有“输入振幅”和“位移”两个旋纽，分别用来调整下次采样的信号幅度和上下位置。
１、低压脉冲方式低压脉冲用于测试电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障和开路故障。
将测试系统的通信连线与笔记本电脑后面的串口连接，电缆的故障相(被测相)与地线分别接到水阻盘的红、黑接线柱，水阻盘的输出与测试系统的输入相连。
也可直接将测试系统的输入线与故障相及地线相连。
●测速度对于有些电缆，电波传播的速度未知，必须通过测试来确定。
但测试前必须知道电缆的全长。
在“测试方法”菜单选择“低压脉冲”“测速度”，根据电缆的长度选择“0.2μs”或“2μs”，一般500 m以下用0.2μs。
键入电缆全长后按“采样”键，配合调整“位移”和“幅度”旋纽，使信号的幅度和基线处于便于观察的位置。
移动游标至低压脉冲的下降沿按“定位”，再移动游标至反射信号的前沿，屏幕上即可显示此种电缆中电波的传播速度。
如果发射和接收的波形离的太近，可按“扩展”键将波形扩展后再计算。
●测故障测故障时在“测试方式”菜单选择“低压脉冲”“测故障”，并选择适当的脉冲宽度，按“采样”后屏幕即显示故障波形。
开路故障的反射信号与发送脉冲极性相同，短路故障的反射信号与发送脉冲极性相反。
注：由于测电缆全长时的接线及波形与测开路故障时完全相同，所以设计时未单独列出测全长菜单。
2、冲闪方式冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障，大部分电缆故障都可以使用冲闪方式测试。
以前采用冲闪电感电压取样的时候比较多，现在一般采用电流取样，因为采用电流取样时一起不与高电压直接连接，人身和设备的安全系数更高。
电缆故障测距方法
电缆故障测距方法摘要：随着电力系统的发展，电缆得到了广泛的使用，并且因其自身的特点，具备较高的安全性。
但是因为电力电缆多埋于地下，给人们确定故障位置带来了不便。
本文对电力电缆故障原因、电缆故障测距方法、故障定点、故障测距方法等进行了分析。
关键词：电缆故障检测；测距；小波分析引言电力工业是国民经济的支柱产业，同时又是其它产业能够稳定发展的保证[1]。
因此，保证电力系统运行的安全性、可靠性是国民经济能否稳定快速发展的关键。
输电线路担负着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，其故障直接威胁到电力系统的安全运行。
一、引起电力电缆故障的原因电力电缆是电气工程的重要组成部分，用来传输和分配电能，具有占地少、供电可靠、施工便利、绝缘性能好、能提供容性功率提高功率因素、运行及维护简单等特点。
但电力电缆存在绝缘老化变质、电缆接头过热、保护层机械损伤、谐波及过电压造成击穿引起电缆故障、中间接头及终端头设计、电缆头材料选择和制作工艺影响等问题。
同时电缆事故往往造成一定的损失。
了解电缆故障的原因，对于减少电缆的损坏，快速地判定出故障点是十分重要的。
1、绝缘老化变质；电力电缆长期处于电、热、化学及机械作用环境中，从而使绝缘介质发生物理及化学变化，导致介质损耗加大，绝缘强度下降。
2、电缆过热；造成电缆过热的主要原因是电缆内部气隙游离造成局部受热，加速绝缘老化、碳化，电缆过载或表面散热不佳导致绝缘加速老化。
3、过电压造成击穿；雷击过电压和谐振过电压使电缆绝缘所承受的耐受电压超过允许值而造成击穿。
4、中间接头、终端头材料选择和制作工艺问题；设计电缆电压等级低于运行电压，电缆处于长期过电压运行状态，加速绝缘老化，缩短电缆使用寿命。
电缆头材料选择不当，由于电缆绝缘材料和电缆头材料材质不同，热胀冷缩系数不同，长期运行电缆和电缆头之间产生间隙，发生树状爬电，引发电缆放电击穿。
电缆头制作工艺不规范，剥离半导体时损伤电缆绝缘，半导体剥离长度不够，绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质，造成绝缘强度下降，使用寿命缩短。
采用低压脉冲反射法检测故障电缆
采用低压脉冲反射法检测故障电缆故障电缆初测法分为电缆故障回路电桥平衡法、电缆故障低压脉冲反射法、电缆故障闪测仪法，在电缆故障初测法中，先按故障性质不同，选用鼎升电力DFDL-S电缆故障测试仪，利用电缆线路技术资料测量并计算出故障点离测试点的距离和故障点的路径位置。
初测法主要有回路电桥平衡法、低压脉冲反射法和闪测仪法三种。
低压脉冲反射法，简称脉冲法，是利用脉冲信号在电缆线路中传播时遇到波阻抗不匹配点产生电磁波反射的原理，由示波器上测得脉冲波反射时间和电缆波速，确定电缆故障点的距离。
脉冲法的接线示意如图2所示。
通常电缆线路中的阻抗不匹配点，除了导体断线(开路)、短路和接地故障外，在电缆接头和电缆穿过金属管道等处也都是阻抗不均匀点，同样会产生波的反射，测试时必须仔细辨别。
尤其是当接地电阻值大于电缆波阻抗的2～3倍以上时，反射波幅值很小，更难以辨别故障点。
脉冲法最适用于测寻断线故障，同时也适用于测寻接地电阻小于100Ω的电缆故障。
数字式电缆故障测试仪可将故障点距离用五位数码管显示的数字直接读出，其原理是利用输入电缆的发送脉冲及其遇到故障点发生反射所形成的反射脉冲控制电子计时开关，利用运算器将所测得的时间与电缆中信号传播的速度按一定的函数关系进行运算，最终从数码管上可直接读出以米为单位的故障点距离值。
图2 脉冲法接线示意DFDL-T多次脉冲电缆故障测试仪是电缆故障测试仪中一种采用脉冲法原理制造的脉冲电缆故障测试仪，鼎升电力针对35kv各种电压等级的动力电缆、通信同轴电缆、市话电缆、控制电缆、矿用电缆和海底电缆等发生的低阻、短路、断路、高阻泄漏故障和闪络性故障而研制的多脉冲电缆故障测试仪。
DFDL-T二次脉冲电缆故障测试仪是采用二次脉冲法原理研制的电缆故障测试仪,二次脉冲电缆故障测试仪是将冲击高压闪络法中的复杂波形变成极其简单最易掌握的低压。
而后对各种电缆故障进行检测的一种仪器。
DFDL-H二次脉冲电缆故障测试仪是鼎升电力根据市场的需求和电力电缆类的试验规范而研发生产的二次脉冲电缆故障测试仪，该二次脉冲电缆故障测试仪采用先进的"二次脉冲法" 技术原理以及高频高压数据信号处理电路。
故障测距—高速铁路电力电缆故障定位(铁路牵引供电系统继电保护)
图9.16 冲闪高压闪络法原理图
3.冲击高压闪络法
特点
脉冲电流法
图9.17 冲闪高压闪络法波形图
优点：适用于大部分闪络故障。 缺点：波形比较复杂，辨别难度较大；准确度较低。
跨步电压法
跨步电压法
1.跨步电压法基本原理
跨步电压法是当电缆产生保护层绝缘破损的故障时，施加高压脉冲 给故障电缆，此时故障点会构成喇叭型的电位分布，用高灵敏度的电压 表在大地表面测两点间的电压变化，在故障点附近产生电压变化。
低压脉冲法
低压脉冲法
1.低压脉冲法基本原理
低压脉冲法是向故障电缆注入一个低压脉冲使其在电缆中传播，脉冲 遇到阻抗不匹配处时发生反射，通过反射脉冲与发射脉冲的时间差来计算 故障距离距离。
图9.10 低压脉冲法测距系统原理图
低压脉冲法
2.低压脉冲法特点
优点：装置简单，操作方便；能够 快速准确地定位低阻故障和断路故障点。
电源
0 -V +
0 -V +
0 - V+
0
0
- V +- V +
故障电缆
跨步电压法原理图 图9.24 跨步电压法原理图
跨步电压法
2.跨步电压法接线
例如：
A
F
A
F
图9.25 跨步电压法接线图
B B
0
-
V+
0
-
V+
0 -V +
图9.2跨6步跨电步压法电地压面电法位地分布面图电位分布图
声测法
声测法
1.声测法基本原理
优点：波形简单；准确度较高。 缺点：如果故障点电阻不高；泄漏电流大，使电压几乎都降在高 压试验设备的内阻上，故障点形不成闪络。
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
魏金蓉;周亚玲
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2013(000)023
【摘要】低压脉冲自动测距方法有效实现了对电缆故障距离和故障性质的自动定位和判断,并以其准确定位、方便操作、程序简单等优势,开拓着使用市场,文章就其工作原理进行分析,并证明其实用性.
【总页数】1页(P162)
【作者】魏金蓉;周亚玲
【作者单位】无锡工艺职业技术学院,江苏无锡214200;无锡工艺职业技术学院,江苏无锡214200
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析
2.电力电缆故障预定位二次脉冲法与低压脉冲法比对
3.电力电缆故障预定位二次脉冲法与低压脉冲法比对
4.电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
5.电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
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低压脉冲法测距原理
低压脉冲法测距原理
低压脉冲法测距原理是一种常用的测距方法，它基于射频信号
的传播时间来计算物体与传感器之间的距离。
在这种方法中，传
感器会发射一系列低压电磁脉冲，通过测量这些脉冲的回波来确
定物体的距离。
低压脉冲法测距的原理较为简单。
当传感器发射低压电磁脉冲时，这些脉冲会以恒定的速度在空气中传播。
当脉冲遇到物体时，部分能量将被物体吸收，而剩余的能量将被反射回传感器。
传感
器利用接收到的回波信号，并通过计算信号的传播时间，即可确
定物体与传感器之间的距离。
为了精确测量距离，低压脉冲法测距通常采用时间差测量的原理。
它基于传感器发射脉冲和接收到回波所经历的时间间隔，通
过乘以电磁波在空气中的传播速度来计算距离。
传感器的时钟同
步和精确测量回波时延的能力对于这种测距方法的准确性至关重要。
低压脉冲法测距原理的优点之一是其适用性广泛。
它可用于测
量空气中以及其他介质中的物体距离，如液体或固体。
此外，该
方法对于环境干扰较为抗干扰，可以在复杂的环境条件下实现准
确测量。
除了用于距离测量，低压脉冲法还可应用于物体的检测和识别。
通过分析回波信号的特征，可以确定物体的形状、大小和材质。
这使得低压脉冲法在工业自动化、机器人导航、安防监测等领域
具有广泛的应用前景。
低压脉冲法测距原理是一种基于射频信号传播时间的测距方法。
通过发射低压电磁脉冲并测量回波的时间差，可以准确计算物体
与传感器之间的距离。
这种测距方法具有广泛的应用领域和较高
的抗干扰能力，可用于物体测距、检测和识别等应用。
电缆故障测试仪使用手册及操作说明
电缆故障测试仪使用手册及操作说明电缆故障测试仪是用于解决高低压电力电缆的断线、短路、接地、高阻等故障的的查找和定位，集合了高压闪络法和跨步电压法的基本原理，实现了距离测量，路径寻迹和故障定位的主要功能，下面讲一下电力故障测试仪最直接有效的使用方法。
电缆发生故障后，首先不要急于去测量，而是要去分析故障的现状，比如：故障的类型，故障的损坏程度，采用哪种方法最合适，否则，盲目的测量，只会是徒劳的。
低压脉冲法的实操步骤首先将测试电缆与测试仪相连接，测试仪的红色线接电缆的故障相，测试仪黑色线接大地，打开测试仪进入测试界面。
‘测量范围按键’，调整液晶屏上显示的测量范围，共有七档，每按一次范围增加一倍，若最大时，按“测量范围”键，将回到最小的那一档，档位的选择的原则是测量范围要大于实际的范围，如果您不清楚大概长度，建议使用最大的范围测量。
‘波速’，测量时开机时预设的波速为200m/μs，应根据电缆的实际类型输入对应的值，波速不准是影响测量准确的重要参量，波速在电缆故障测试仪中相当于日常中能见到的汽车的行驶速度，在距离一定情况下，速度越快，所需要的时间也就越少，不同电缆的波速我们已经列举过，您可翻阅一下之前的技术文章。
“发送脉冲”,选择完成之后就选择发生脉冲，将脉冲以高频的形式发送在第电缆中，通过面板显示的波形在对故障进行分析，设置好以上三步即可达到测量的要求，数据的准确性再结合实际情况具体分析。
高压闪络法实操步骤（1）首先检查模式选择开关位置于闪络位置，传播速度应为被测电缆的波速值。
（2）接线方式如下：220V电源输入经过升压器升压转变为直流电压，用脉冲电压进行储能，最后将直流高压电压注入电缆，D高压砖硅堆反向电压100KV，正向电流100MA。
调节调压器升高试验电压至故障能被击穿为止，调节器球间隙的距离应视故障电阻和试验电压能正常放电决定，冲击闪络故障点放电正常与否可由放电的全过程波形判断。
由球间隙放电响声及电表指示判断是否出现故障点击穿闪络现象，若放电不好可适当提高试验电压，加大球间隙距离或加大储能电容器的容量。
低压脉冲法和电桥法在10kV电缆故障探测中的运用
低压脉冲法和电桥法在10kV电缆故障探测中的运用摘要：电力电缆故障如何探测，怎样能快速准确地查找到故障点的精确位置，缩短故障的修复时间，成为越来越关心的话题。
尤其是杭州市近年来道路改造和上改下工程大量增加，给电缆故障查找带来更大的困难。
本文介绍了一线电缆检修人员在实际工作中利用故障检测仪器，快速准确的查找故障点的两种常用方法，并举了两起常见的故障测试案例。
关键词：电力电缆；电桥法Abstract:The power cable fault how to detect, how can fast and accurately find the exact position of fault point, fault repair time, become more and more concerned about the topic. Especially in recent years in Hangzhou City Road Reconstruction and reform engineering increased a lot, and it is more difficult for the cable fault finding.This paper introduces the first cable maintenance personnel in the practical work of the fault detection instrument, two commonly used methods to find the fault point quickly and accurately, and two common fault test cases.Keywords: power cable; bridge method1 电力电缆基本测距方法的介绍1.1低压脉冲法1.1.1适用范围低压脉冲法主要用于测量电缆的开路、短路和低阻故障的故障距离；同时还可以用于测量电缆的长度、波速度和识别定位电缆的中间接头等。
电缆故障测距方法
电缆故障测距方法我折腾了好久电缆故障测距方法，总算找到点门道。
说实话，这事儿我一开始也是瞎摸索。
我最初就知道个大概的方向，什么电桥法啥的，但是具体怎么做那是两眼一抹黑。
我最初尝试的就是电桥法。
那感觉就像是在一个乱七八糟的线团里找线头。
我按照书上说的，连接好各种线路，把电缆当作电桥的一个桥臂。
但是这里面有个坑啊，就是连接点一定要牢固而且要干净，不能有杂质或者氧化层。
我第一次就因为连接点有点脏，结果测出来的数值那是完全不对。
当时我就特迷茫，还以为自己整个方法都用错了呢。
后来我仔细把连接点打磨干净重新做，数值就稍微靠谱点了。
还有一种方法是脉冲反射法。
这就好比是对着一个山洞大声喊，然后听回声来判断山洞到底有多深。
我用专门的仪器向电缆发送脉冲信号，然后看反射回来的信号。
不过这里面也有难点，这个反射信号有时候很容易受到其他干扰因素的影响，像周围的电磁环境啥的。
有一回我在一个比较杂乱的电磁环境附近测试，那个结果简直错得离谱。
后来我就换了个测试场地，到一个电磁干扰比较小的地方去做，就好了很多。
这几天我又试了一个行波法。
这个方法就更复杂点了。
我理解它就像是接力赛，行波在电缆里传播，遇到故障点就会发生一些特性的改变，我们就是要抓住这些改变来确定故障距离。
但是在实际操作中，要精确地捕捉到这些行波的变化可不容易，就跟在高速路上看一辆车一闪而过，你得非常准确地看到它的车牌一样难。
我是花了很多时间来调整仪器的参数，经过好多轮的测试，才慢慢掌握了一点技巧。
在实际测试的时候啊，还有个很重要的点，那就是要根据电缆的实际情况来选择合适的方法。
比如说如果是短电缆，可能电桥法就比较合适，要是长电缆的话，脉冲反射法或者行波法可能就更能发挥作用。
而且不管是哪种方法，现场环境都要尽可能的整理干净，减少那些不必要的干扰因素，这会让测试结果更准确。
不过我到现在也还有不确定的地方。
比如说在很特殊的电缆结构或者非常复杂的故障情况下，这些方法是不是都还管用，我心里就没底。
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
电缆故障测试仪低压脉冲测试法
电缆故障测试仪低压脉冲测试法电缆故障测试仪低压脉冲测试法低压脉冲测试法具有操作简单、波形易于识别、准确度高等特点。
对于短路、低阻、断线故障用此法测试，可直接确定故障距离。
即使无此类故障，一般高压闪络测试前，也可以低压脉冲法测电缆全长或速度，与闪络测试波形比较，通常会利于波形分析，达到快速确定故障点目的。
第一节低压脉冲测试基本原理测量电缆故障时，电缆可视为一条均匀分布的传输线理论，在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的速度（决定于电缆介质电常数和导磁系数）沿线传输，当脉冲遇到故障点（或阻抗不均匀点）就会发生反射，用闪测仪记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间△T，则可按已知的传输速度V来计算出故障的距离Lx，Lx=V·△T/2，例图（8）所示：测全长则可利用终端反射脉冲：L=V·T/2同样已知全长可测出传输速度：V=2L/T第二节低压脉冲测试法测全长测全长操作步骤如下：开机（上电复位）一复位（主菜单）一键1（工作选择菜单）一键1（脉冲菜单）一键1（测全长），然后根据屏幕显示接线图接线，如图（9）所示：使用脉冲法测试时，按图连接后，根据所测电缆类型，选择合适传输速度和脉宽，调节输入振幅电位器1/3位置，按采样键即可。
根据显示波形大小，调节幅度电位器，重新采样。
当0.2us脉宽输入振幅最大还反射波时，选用2us脉冲测试。
为了便于比较可分别接故障相与另一好相作两次采样，如前图六所示。
按（）（¯）键可选单波形或双波形显示，用1/2键改变操作区，选择当前波形1或2。
完成采样后，移动光标定起点，再移动光标到波形反射点，此时屏幕所显示的长度就是电缆全长值。
对于短电缆最好将终端短路测全长，终端反射改为负脉冲，定光标时，对终端开路电缆以发射正脉冲上升沿与基线交点为准定光标起点，以反射正脉冲上升沿与基线交点定光标终点。
第三节低压脉冲测试法测故障脉冲法测故障与测全长的测试原理相同，操作方法也基本相同。
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
勺（ｍ）＝∑石（咒）ｙ（，ｚ＋ｍ）
它们的相关系数为
≥］ｘ（咒）ｙ（，ｚ）
风＝—＿型Ｌｉ——一≤１ ［∑工２（，ｚ）∑）７２（ｎ）】１／２
月＝Ｏ
ｎ＝０
当两个信号完全相同时，相关系数等于ｌ。由
于发射波和反射波被整形为矩形脉冲，相似程度更
大，相关的软件处理较简单，不需计算每次移位的
相关值，只需记下发射波的脉宽，小于１／２或１／３（可
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ；ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ ｒｅｎｅｃｔｉｏｎ ｍｅｍｏｄ；ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｌｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ； ｖｉｎｕａｌ ｉｎｓｔｎｌｍｅｎｔ； ｃｏⅡｅｌａｔｉｏｎ ｆ、ｌｎｃｔｉｏｎ
中图分类号：ｒＩＭ７７１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００３．４８９７（２００７）０７—００３７—０４
以在仪器上设置宽度）发射波脉宽的脉冲就被判为
干扰脉冲。
２试验测试结果
图１低压脉冲法波形图
ＷａＶｅｆｏｍ Ｆｉｇ．１
ｏｆ ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ ｍｅｔｈｏｄ
１．２自动故障定位的软件抗干扰方法 １．２．１电缆中间接头的反射波干扰
由于电缆长度不够或电缆出故障后截断等因
某塑料绝缘电缆全长２８０ ｍ，在距电缆首端１００ ｍ 处有一接头，距电缆首端２００ ｍ处发生低阻接地故障， 采用低压脉冲反射法进行故障定位，低压脉冲发生 器发送的脉冲幅度为２００ Ｖ，脉冲宽度为０．５ ｕ ｓ。 图２（ａ）所示为采用高速ＡＤ转换器采集的实测波形， 图２（ａ）中第一个波为发射波，极性为负，中间为接
图２（ｄ）所示为利用相关函数法进行离散相关 计算后得到的相关曲线，其中一个信号为采用设置 门槛电压整形后的波形，即图２（ｃ）：另一个信号为 图２（ｃ）中的发射波。发射波与发射波的相关是自相 关，发射波与反射波的相关是互相关。根据相关曲 线最大值之间的时间差，就可以计算出故障距离。 从相关曲线可以看出，干扰信号与发射波的相关值 较小，而反射波与发射波的相关值较大，故将发射 波与测试波形进行相关运算，可以有效地克服干扰 信号。但相关计算量较大，如果利用图２（ｂ），采用 简化的处理方法，速度较快。经利用本文介绍的方 法计算，本例故障点在距电缆首端１９６ ｍ处，根据极 性自动判为短路故障。
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Ｏ
５００
１０００
１５００
２０００
２５００
（ａ）开路故障原始波形
０
５００
０ 引言
采用电力电缆供电具有安全、可靠、美化城市 等优点，随着社会生产的发展，电力电缆的使用增 长迅速。城镇市区人口稠密区、大型工厂、发电厂、 交通拥挤区、电网交叉区等地方要求供电占地面积 较小，一般多采用电缆进行供电。今后，电缆在电 力系统中的应用将越来越广泛。但由于电缆埋藏于 地下，运行环境复杂，使电缆故障的寻找较为困难， 常常需要花费较长的时间。不仅浪费了大量的人力、 物力，而且还会造成难以估量的停电损失。所以快 速排除故障对提高电力系统供电可靠性、减少用户 和供电部门的经济损失有重要意义。目前故障测距 多采用行波法ｕ。，由于线芯绝缘介质损耗引起的行 波信号衰减，中间接头等的反射和其他干扰等因素， 直接实现自动测量较困难，一般是依靠操作人员确 定放电脉冲和反射脉冲的起始点。具体的方法是在 测距仪器的显示屏上将故障信号的波形调整到合适 的大小，再把光标分别移动到放电脉冲和反射脉冲
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ；ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ ｒｅｎｅｃｔｉｏｎ ｍｅｍｏｄ；ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｌｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ； ｖｉｎｕａｌ ｉｎｓｔｎｌｍｅｎｔ； ｃｏⅡｅｌａｔｉｏｎ ｆ、ｌｎｃｔｉｏｎ
中图分类号：ｒＩＭ７７１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００３．４８９７（２００７）０７—００３７—０４
第３５卷第７期 ２００７年４月１日
继电器
ＲＥＬＡＹ
电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
Ｖｂｌ．３５ Ｎｏ．７ Ａｐｒ．１，２００７
许珉，白春涛，秦毅男，廖晓辉
（郑州大学电气工程学院，河南郑州４５０００２）
摘要：为实现电力电缆故障的自动定位和故障性质的自动判断，介绍了一种基于低压脉冲反射法的电力电缆故障自动定位方 法，该方法将故障反射波整形为矩形脉冲，通过设置门槛电压来克服电缆中间接头的反射影响，利用相关函数，对信号进行 相关处理，消除其他各种干扰的影响。能自动计算电缆故障距离，自动判断电缆的低阻短路故障和开路故障。此方法在基于 虚拟仪器的电缆故障测距仪上进行了软件实现，针对电力电缆进行了实测试验，实测结果验证了该方法的有效性和正确性。
接又反射
１
＼八ｆ八
’Ｖ ｕ
．
Ｖ’
Ｖ Ｖ Ｖ；
素，一些电缆中间存在接头，采用行波法进行故障 定位，中间接头处会产生反射干扰，但中间接头处 产生的反射干扰一般较弱，幅度较故障点反射波的 小，故可以通过设置门槛电压（在仪器界面上设置） 来消除，如图１（ｃ）所示为消除中间接头反射干扰后 的发射波和反射波（整形后，全部变为“正”）脉冲。 １．２．２发射波和反射波中的高频分量的干扰
发射波和反射波中的高频分量（在门槛值附 近）的存在会导致发射波和反射波被整形为一个矩 形脉冲串，如图１（ｃ）中脉冲２，造成故障定位和故障 极性判断错误。由于这些脉冲相距很近，时间间隔 为十一几十纳秒，软件中可采用计数（覆盖）的方法来 消除，当采样值大于门槛值时，不论其后的采样值 是否大于门槛值，连续几次将采样值置“１”，便可 消除高频分量的干扰（计数的次数可在仪器界面上 设置），这也增大了发射波和反射波波形的相似性。 １．２．３脉冲干扰
图２（ｄ）所示为利用相关函数法进行离散相关 计算后得到的相关曲线，其中一个信号为采用设置 门槛电压整形后的波形，即图２（ｃ）：另一个信号为 图２（ｃ）中的发射波。发射波与发射波的相关是自相 关，发射波与反射波的相关是互相关。根据相关曲 线最大值之间的时间差，就可以计算出故障距离。 从相关曲线可以看出，干扰信号与发射波的相关值 较小，而反射波与发射波的相关值较大，故将发射 波与测试波形进行相关运算，可以有效地克服干扰 信号。但相关计算量较大，如果利用图２（ｂ），采用 简化的处理方法，速度较快。经利用本文介绍的方 法计算，本例故障点在距电缆首端１９６ ｍ处，根据极 性自动判为短路故障。
１ 实现原理
电缆线路的故障测试一般包括故障测距和精确 定点两部分，其中故障测距是精确定点的依据，按 其基本原理归纳为两大类：一类为电桥法：另一类 为行波法Ｈ￣７１。其中行波法又可以分为低压脉冲反 射法、直流高压闪络法和冲击高压闪络法。当前现 场测试的主要方法是行波法，下面以低压脉冲反射 法为例，对本文采用的自动故障定位原理进行说明。 １．１自动故障定位原理
万方数据
许珉，等 电力电缆故障低压脉冲自动测距方法
头反射干扰，最后一个为故障点的反射波，极性为 正。
中间接头的反射波较故障点弱，采用设置门槛 电压和覆盖的软件整形后的波形如图２（ｂ）所示，消 除了中间接头的反射和信号中高频干扰的影响。
只采用设置门槛电压的软件整形后的波形如 图２（ｃ）所示，可以看出，在波形中反射波附近的高 频干扰被整形为许多宽度很窄的矩形脉冲。
关键词：电缆故障；低压脉冲反射法；自动故障定位；虚拟仪器；相关函数
ＭｅｔｈＯｄ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｌｏｃａｔｉＯｎ ｂａｓｅｄ Ｏｎ ｌｏｗ ｖＯｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ
ＸＵ Ｍｉｎ， ＢＡＩ Ｃｈｕｎ—ｔａｏ， ＱＩＮ Ｙｉ—ｎａｎ， ＬＩቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＯ Ｘｉａｏ＿ｈｕｉ
低压脉冲反射法【ｌ，副是向故障电缆的导体输入
万方数据
．３８。
继电器
一个脉冲信号，通过计算故障点发射脉冲与反射脉 冲的时间差△ｆ进行测距，如果已知行波速度ｖ（州 ｕ ｓ），可以计算出故障距离￡为
Ｌ， ＝—△ｆ—×ｖ
２
根据反射脉冲波的正负（极性）可以判断故障 的性质，如果采用负的发射脉冲，低阻短路故障反 射波的脉冲极性正、负交替，如图１（ａ）所示。断线 故障的脉冲极性全部相同，反射波的脉冲极性都是 负，如图１（ｂ）所示。低压脉冲反射法具有操作简单、 故障信号的波形直观、对电缆线路技术资料的依赖 性小等优点，并可测试电缆的全长和行波在电缆中 的传播速度。由于中间接头反射和波形中高频干扰 的影响，直接用寻找发射波和反射波的最大值的方 法自动进行故障定位，常常出现错误的结果，定位 不准确。本文采用类似数字式测距仪检测故障的方 法，用计算机软件进行处理，将发射波和反射波整 形为矩形脉冲，由于只有“０”和“１”信号，如图 １（ｃ）所示，很容易计算出发射脉冲与反射脉冲的时 间差△ｔ，从而计算出故障位置。在处理波形时，记 录下波形的正负极性，便可告诉测试者电缆故障的 性质。由于采用计算机进行波形处理，具有较高的 智能性，可以排除中间接头反射和各种干扰的影响， 大大提高了定位的准确性和精度。
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅ曲ｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ’Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ ａｎｄ｛ｕｄｇｍｅｎｔ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅ ｒ．Ｉｔ ｓ№ｐｅｓ山ｅ ｆａｕｌｔ ｒｅｎｅｃｔｉｎｇ ｗａｖｅ ｉｎｔｏ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｐｕｌｓｅ，ｍｒｏｕ曲ｓｅｔｔｉｎｇ ｍｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｍｅ ｅｆ！ｆ’ｅｃｔ ｏｆ ｔｌｌｅ ｒｅｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂｌｅ｛ｏｉｎｔ，ａｌｓｏ ｉｔ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｓ ｓｏｍｅ ｏｍｅｒ ｎｏｉｓｅ ｉｎｔｅｄ色ｒｅｎｃｅｓ ｂＶ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ口ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ ｍｅ ｓｉｇｎａｌ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｈｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅ山ｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｉｕｄｇｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｏｐｅｎ．ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｖ．Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｓｎｌｌｍｅｎｔ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｌｌｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ａｎｄ ａ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅｓｔ ｉｓ ｍａｄｅ ｏｎ ａ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂｌｅ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｍａｔ ｍｅ ｍｅｔｌｌｏｄ ｉｓ ｖａｌｉｄ ａｎｄ ｃｏｎ己ｃｔ．
ｌＯＯＯ
１５００
２０００
２５００
（ｂ）采用设置门槛电压和覆盏整形后的波形
２００ ｒ
１００［／＼
八
ｌｏｏ｝———百旨———刊而———矧万———引丽——商。
图３开路故障的实测结果 Ｆｉｇ．３ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆｅｓｕｌｔ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ
３结论
为实现电力电缆故障的自动定位，本文采用了 一种用于低压脉冲反射法测量电力电缆故障的智能 自动定位方法，可以自动计算故障距离，可以自动 判断电缆的故障性质（低阻短路和断线故障）。该方 法程序实现简单，计算量小，用户使用方便，能克 服中间接头的反射等干扰因素的影响，提高了电缆 故障测距仪器的智能化水平。实测试验表明，该方 法的精度高，可以得到令人满意的结果，具有实用 价值。
勺（ｍ）＝∑石（咒）ｙ（，ｚ＋ｍ）
它们的相关系数为
≥］ｘ（咒）ｙ（，ｚ）
风＝—＿型Ｌｉ——一≤１ ［∑工２（，ｚ）∑）７２（ｎ）】１／２