【正文】 [12] 韓偉 .電力電纜故障分析與測距研究，燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006年1月[13] 張棟國 .電纜故障分析與測試，中國電力山版社，2005年9月第一版[14] 胡其秀 .電力電纜線路手冊，中國水利水電出版社，2005年1月第一版[15] (德)L．Heinhold，R．Stubbe(nrsg．)門漢文，崔國璋，王海譯，電力電纜及電線北京：中國電力出版社，2001[16] ：冶金工業(yè)出版社，1985，1025。[5] Boiarski A A, Pilate O,Fink T. Temperature measurement in power plant equipment using distributed fiber optic sensing. IEEE Transactions onpower,1995,10(3):11481155[6] 張棟國．電纜故障分析與測試．北京：中國電力出版杜，2005[7] 黃福臣．電力電纜故障測試的一種新方法．廈門科技，2004(3)[8] 寧希忠，李偉，胡萍．電纜故障點準(zhǔn)確測定的經(jīng)驗介紹．電力情報，1999(4)[9] P Steiner W L Weeks． An automated fault location system．IEEE TramPWRD，1992，7(2)[10] 牟龍華，劉建華．電纜故障測距方法的基本工作原理．繼電器．1999，4，第27卷．22—24。[2] 徐丙寅，李勝祥，陳宗軍．電力電纜故障探測技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社．2001，[3] 黃爾烈．國內(nèi)外電纜故障點定位的幾種方法．河北煤炭建筑工程學(xué)院學(xué)報．1994，第4期．70一72。最后，向所有曾給予作者關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)致以最衷心的感謝。在論文完成之時，再次感謝老師在諸多學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)和生活上的關(guān)懷，并教我一些做人的道理，在今后的工作和學(xué)習(xí)中我會終生銘記老師的教誨，不辜負(fù)老師的培養(yǎng)。從課題的選擇到項目的最終完成，兩位老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。致 謝本篇畢業(yè)論文是在我的指導(dǎo)老師肖俊明老師和萬留杰老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。因此，電纜的故障點的查找與精確定位，是極其重要的，不論是在電纜的生產(chǎn)過程中還是在電纜的運行中。比如，在實習(xí)期間，在一次生產(chǎn)中，由于車間沒有對工人使用檢測設(shè)備進(jìn)行過培訓(xùn)，導(dǎo)致工人在查找故障點時盲目的進(jìn)行剝線，浪費時間的同時線也嚴(yán)重的損壞，最后在調(diào)度員的指揮下，直接把有故障的線剪掉。在電纜故障檢測中，不僅需要工作人員豐富的工作經(jīng)驗，更要求檢測設(shè)備的先進(jìn)與精確。對于電纜故障檢測的復(fù)雜性與困難性，同時由于對故障點的精確定點提出了較高要求，因此在電纜故障的精確定點中，要及時準(zhǔn)確的查找到故障點，對于工作人員提出了較高的要求。本文通過對電纜故障的成因以及形成機(jī)理的分析，對于電纜故障有了大致的了解。為了減小電纜故障所造成的經(jīng)濟(jì)損失，對電纜故障測距精度的要求越來越高，對電纜故障測距方法可靠性、實時性和快速性的要求越來越高；對電纜故障測距裝置的要求也越來越高。還有一些研究者利用行波法結(jié)合GPS授時系統(tǒng)對電纜故障進(jìn)行在線檢測，并引入了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)。但是這種檢測方法只適用于低阻接地故障，目前還不能應(yīng)用于高阻接地故障測距中。光纖中光的傳播速度為0．2m／ns，因此從光束注入到背向散射光到達(dá)時間，每10ns就就可以變換成l米的光纖長度，這被稱為光纖時域反射儀(OTDR)。拉曼背向散射光由反斯托克斯光(antiStokes 1ight)和斯托克斯光(Strokes light)組成。電纜故障檢測的分布式光纖溫度傳感器是傳感型光纖傳感器。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感技術(shù)在電纜故障檢測中的應(yīng)用得到了快速發(fā)展，它不僅能夠滿足快速定位的要求，而且定位更準(zhǔn)確，因此其應(yīng)用越來越受到重視。由于磁場信號的傳播速度較快，一般從故障點傳播到儀器傳感器探頭放置處所用的時間可以忽略不計，而聲音信號相對于磁場信號來說傳播速度較慢，因此可以利用聲、磁信號的時間差來判斷故障點的遠(yuǎn)近，測出時間差最小的點就是故障點。聲磁同步法是近年來發(fā)展起來的一種新型高阻故障定點方法，用故障點放電產(chǎn)生的磁場信號觸發(fā)計數(shù)器，用聲波信號來終止計數(shù)器，計數(shù)器的計數(shù)值表示測量點與故障點的距離遠(yuǎn)近，反復(fù)測量，尋找與故障點距離最近的點，即為故障點的正上方。在故障點附近釋放的電磁場最強(qiáng)，這種判斷方法比較適合于線路較長的場合。為了使故障點放電聲音有別于周圍的噪聲，要求放電具有周期性，在實際的故障定點過程中，一般放電的周期為2—4秒左右。借助拾音器可以從地面聽到故障點處能量釋放時產(chǎn)生的振動聲音，收到的信號最強(qiáng)的地方一般就是故障點。，圖中，VT為調(diào)壓器，PT為升壓變壓器，G為球形間隙，C為高壓電容(一般為4μF)。該方法主要用于電力電纜高阻故障的定點。但是對于電纜護(hù)層未被燒穿的電纜故障或者電纜埋藏較深，過渡電阻較小，都有可能使故障點放電聲音減小，需要用高靈敏度的聲電轉(zhuǎn)換器(拾音器或壓電晶體)，將地面上微弱的地震波轉(zhuǎn)換為電信號并由相關(guān)儀器對信號進(jìn)行放大處理，然后用耳機(jī)還原成聲音，或通過顯示裝置顯示聲音的強(qiáng)度。聲測法又叫聲音判斷法，是最簡單的也是最常用的高阻故障定點方法。用閃絡(luò)法對故障進(jìn)行粗測之后，一般需要通過故障點直流擊穿或閃絡(luò)產(chǎn)生的聲、磁等信號來搜尋故障點。在線圈與地面垂直放置時，在電纜正上方穿過線圈的磁力線最多，信號最強(qiáng)，在線圈與地面平行放置時，在電纜正上方穿過線圈的磁力線最少，信號最弱。當(dāng)兩個通電導(dǎo)體所在的平面與地面垂直時，電纜上方磁場的分布情況與相地連接時是一致的，前面介紹的最大法和最小法是適用的。相相連接時電纜路徑檢測的原理與相地連接時是類似的。然后將線圈先艏向兩側(cè)移動，就有一部份磁力線穿過線圈，產(chǎn)生感生電動勢，信號強(qiáng)度逐漸增加，當(dāng)移動到某一距離時，信號最強(qiáng)，再往遠(yuǎn)處移動，信號又逐漸變?nèi)?。最大法電纜路徑探測是使接收器的接收線圈垂直于地面或電纜走向，慢慢移動接收線圈，在線圈位于電纜正上方且垂直于電纜時，穿過線圈的磁力線最多，接收到的信號最強(qiáng)，繼續(xù)移動線圈時，信號又逐漸減弱，信號最強(qiáng)點所指示的位置即為電纜所經(jīng)過的路徑。各靜電流輸入方式最終都會在電纜周圍產(chǎn)生一個交變的磁場，以相地連接方法為例，當(dāng)電纜深度遠(yuǎn)大于電纜直徑時，電纜周圍的磁力線分布可以近似的看作是以電纜截面幾何中心為圓心。信號的強(qiáng)弱通過連接在接收器上耳機(jī)的聲音大小來確定，根據(jù)探測時磁場信號曲線的不同，探測方法分為最大法和最小法兩種。利用接收線圈在地面上接收磁場信號，在線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電動勢，信號放大后，通過耳機(jī)或其它方式進(jìn)行監(jiān)視。交變電流信號輸入電纜的方法主要有電流、電容和電感耦合，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，每種耦合方式又可以分為若干種連接方式。本章討論電纜故障精確定點的方法。第3章 電纜故障的定點方法 在進(jìn)行電纜故障測距時，無論采用哪種儀器和測量方法，都難免有誤差；而且電纜大多是埋設(shè)在地面下的，在丈量和繪制電纜線路圖時也會有誤差，因此根據(jù)測距結(jié)果只能定出電纜故障點的大體位置。從示波器或放電聲音可以判斷故障點是否已經(jīng)擊穿放電，當(dāng)故障點擊穿放電時，球隙的放電聲大而清脆。將前后兩次接收到的低壓脈沖反射波形進(jìn)行疊加，兩個波形將會有一個明顯的分叉點，分叉點的位置就是故障點位置。那么在脈沖釋放端接收到的反射波形相當(dāng)于一個線芯絕緣良好電纜的波形。如將兩者技術(shù)結(jié)合在一起，針對高阻及閃絡(luò)性故障，按照以下工作步驟工作，在理論上是可行的?；谏鲜鋈齻€原因，直閃法測試電纜故障時，沖擊直流高壓應(yīng)由低到高逐漸調(diào)整，并且能使故障點充分放電即可。當(dāng)被測試相上有兩個以上的故障點時，可能引起多個故障點同時放電，使測試波形復(fù)雜化。在沖閃法測試過程中，不應(yīng)使沖擊直流高壓太高。一般來說，在測試端得到的是較近故障點的放電波形，后面故障點產(chǎn)生的反射波因前面故障點已被放電電弧短路而不能到達(dá)測試端。在實際測試中，有時存在故障電纜的一相上有兩點(或兩點以上)故障的情況。這時，可以考慮增大沖擊放電能量。當(dāng)故障點放電不完善時，屏幕上會出現(xiàn)一些無規(guī)律的波形，而不是大余弦振蕩波形。對于直閃法，若故障點閃絡(luò)放電，儀器屏幕上就會顯示直閃波形，否則將無任何波形顯示。故障點已充分放電時，球間隙的放電聲音清脆而響亮。判斷故障點是否閃絡(luò)擊穿放電的方法主要有以下兩種：(1)通過檢測高壓整流回路中的電流來判斷故障點是否閃絡(luò)擊穿放電。而故障點的擊穿與否是取決于故障電阻的大小與電纜上受到的沖擊電壓的高低。球間隙的擊穿，取決于球間隙距離的大小與所加電壓的高低。另一方面，閃絡(luò)性故障擊穿幾次或十幾次以后，由于故障電阻降低，直流高壓加不上而無法繼續(xù)測試，所以應(yīng)珍惜最初的閃絡(luò)機(jī)會。 直閃法直流高壓閃絡(luò)法簡稱直閃法，該方法最適于高阻閃絡(luò)性故障，即故障點未形成電阻通道(或雖形成電阻通道，但阻值很高)，當(dāng)外施電壓達(dá)到一定值時(一般為數(shù)千伏或上萬伏)產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿。捕捉到該信號就可以實現(xiàn)故障測距。沖閃法試驗電路與直閃法基本相同，只是在充電電容器與電纜之間增加一個球型放電間隙。而且，故障經(jīng)過幾次直閃法后，故障電阻下降，