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娩脾。
隨著電纜用量在整個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)的幾率越來越大打毛。電纜故障對生產(chǎn)造成的危害較大柿赊，輕者會造成單臺電氣設(shè)備不能運行架曹，重者會導(dǎo)致整個變電所停電，所以電纜故障點的快速測定和精確定位問題變得非常重要闹瞧。
一绑雄、電纜故障探測的傳統(tǒng)方法
（一）電纜故障測距的傳統(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。該方法比較簡單奥邮，但需要事先知道電纜線長度等數(shù)據(jù)万牺，且只適用于低阻及短路故障。但是洽腺，在實際運行中脚粟，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蘸朋，因此一般的靈敏度儀表很難探測核无。
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藕坯，只需通過觀察故障點反射與發(fā)射脈沖的時間差來測距团南。測試時將一低壓脈沖注入電纜，當(dāng)脈沖傳播到故障點時會發(fā)生反射炼彪，脈沖被反射送回到測量點吐根。利用儀器記錄發(fā)射和反射脈沖的時間差，只需知道脈沖傳播速度就可計算出故障發(fā)生點的距離辐马。該方法簡單直觀拷橘，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的位置喜爷。
脈沖電壓法冗疮。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╅菡剩缓笸ㄟ^記錄放電脈沖在測量點與故障點往返一次所需的時間來測距术幔。脈沖電壓法的一個重要優(yōu)點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)生的瞬時脈沖信號轿塔，測試速度快特愿，測量過程也得到簡化。但缺點是：①儀器通過一個電容電阻分壓器分壓測量電壓脈沖信號勾缭，儀器與高壓回路有電耦合揍障，很容易發(fā)生高壓信號串人，造成儀器損壞俩由，故安全性較差毒嫡；②在利用閃測法測距時，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態(tài)，需要串一個電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號兜畸，增加了接線復(fù)雜性努释，使故障點不容易擊穿；③在故障放電時咬摇，特別在沖閃時伐蒂，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨肛鹏。
脈沖電流法：該方法安全逸邦、可靠、接線簡單在扰。其方法是將電纜故障點用高壓擊穿缕减，使用儀器采集并記錄下故障點擊穿產(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往返一趟的時間來計算故障距離芒珠。該方法用互感器將脈沖電流耦合出來桥狡，波形較簡單，較安全皱卓。這種方法也包括直閃法及沖閃法兩種裹芝。與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進行電壓取樣不同好爬，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局雄，與高壓回路無直接電器連接，對記錄儀器與操作人員來說存炮，特別安全、方便蜈漓。所以人們一般使用此方法穆桂。
（二）電纜故障定點的傳統(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)備使電纜故障點擊穿放電融虽，利用接收器記錄放電聲音享完，并用磁場信號對其進行同步，通過分析聲音波形及測試人員通過耳機聽聲進行故障定點有额。此方法是目前常用的電力電纜定點的方法般又，但該方法只能獲得距離故障點附近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)要求較高巍佑。
二茴迁、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、繼電器萤衰、開關(guān)之間內(nèi)在的動作關(guān)系堕义。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)故障進行定位脆栋。它具有簡單倦卖、明確洒擦、通用性強等優(yōu)點。利用小波變換進行故障選相：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怕膛。脈沖信號輸出引線引起的高頻振蕩熟嫩，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通過暴露在定位儀外的信號引線進入測試系統(tǒng)褐捻，嚴(yán)重時可淹沒反射脈沖的起始點邦危，給故障定位帶來誤差。為此舍扰，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倦蚪，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)分支边苹，被譽為信號分析的數(shù)學(xué)顯微鏡陵且，是信號處理的前沿課題。小波變換在數(shù)字信號處理領(lǐng)域个束，如濾波慕购、奇異信號檢測、邊緣檢測等方面應(yīng)用廣泛茬底。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沪悲，并直接在時域上反映出來，信號的位置阱表、幅值和波形都十分直觀殿如，能有效地實現(xiàn)信噪分離。小波變換具有很好的時頻局部特性最爬，對分析信號上奇異點的位置非常有效涉馁，這一特性適用于電纜故障定位中尋找反射脈沖的起始點。
基于整個輸電網(wǎng)GPS行波故障定位：全球定位系統(tǒng)GPS是近年發(fā)展起來的用于通信系統(tǒng)的最新技術(shù)爱致。輸電線路行波故障定位具有很高的精度烤送，但需要高速A/D采集、大量數(shù)據(jù)存儲糠悯、復(fù)雜的行波波頭辨識帮坚，且對發(fā)展性故障、近距離故障的測量處理比較困難互艾。如用專用行波波頭檢測傳感器试和、高精度的GPS時鐘及存儲行波波頭時刻的高效存取方法，在每個變電站安裝一臺專門設(shè)計的行波波頭記錄儀忘朝，與調(diào)度通信構(gòu)成輸電網(wǎng)GPS行波測量網(wǎng)絡(luò)灰署，則可直接測量故障行波波頭到達各個變電站的準(zhǔn)確時刻，由調(diào)度進行故障定位。
跨步電壓法：文獻[4]利用脈沖跨步方式對低壓電纜故障進行定向與定位溉箕，該方法接線簡單晦墙、操作方便，可對直埋電力電纜故障快速定向肴茄、精確定點晌畅。它是利用電纜沿線的土壤中或地面產(chǎn)生沿電纜走向依次遞減或遞增的"跨步"電壓脈沖，確定故障點的方向和具體位置寡痰。因為根據(jù)以往的經(jīng)驗抗楔，低壓電力電纜故障，90％以上故障點的電纜護層都是破損的拦坠，這樣即可利用在電纜一端施加一個周期的脈沖信號连躏，沿電纜敷設(shè)走向快速確定故障點的方向和精確確定故障點的位置。一般土壤情況下贞滨，在距離故障點20-30m入热，就可以指示故障點方向，在水泥或硬化路面條件下晓铆，在距離故障點l0m勺良，就可以指示故障點方向。與現(xiàn)有技術(shù)比較骄噪，利用脈沖跨步方式對低壓電纜故障進行定向與定位的方法的優(yōu)點是：①可以大范圍確定故障點的方向尚困，節(jié)省測試故障的時間；②施加在故障電纜上的中壓脈沖并不要求被試電纜在故障點產(chǎn)生續(xù)弧链蕊，并且脈沖寬度僅有幾ms 到幾十ms事甜，因此不會對電纜造成損傷；③所使用的測量設(shè)備使用方便示弓、操作簡單讳侨，并且直觀；④定位精度高奏属。利用發(fā)光二極管束或指針式表 頭指示故障點的方向和該電壓脈沖的大小，根據(jù)儀器上的指示方向潮峦，沿電纜探測囱皿，即可迅速、精確地找到故障點忱嘹。
≈鲂取（二）電纜故障定點的新方法
高頻感應(yīng)法：利用高頻信號發(fā)生器向電纜輸入高頻電流，這樣會產(chǎn)生高頻電磁波拘悦，然后在地面上用探頭沿電纜路徑接收電纜周圍高頻電磁場齿兔，電磁場的變化經(jīng)接收處理后直接在液晶屏幕上顯示出來，根據(jù)顯示出數(shù)值的大小直接判斷故障點位置。高頻感應(yīng)法與傳統(tǒng)音頻感應(yīng)法相比有如下很多優(yōu)點分苇。高頻信號源本身就比音頻信號源容易實現(xiàn)添诉，制造容易，可以減少定點探測裝置的體積和重量医寿，為設(shè)備的小型化和便攜創(chuàng)造有利條件栏赴。高頻信號的頻譜抗干擾性能較強。該方法可以直接將結(jié)果顯示出來靖秩，比靠人耳辨別更可靠须眷，更方便。用高頻感應(yīng)法比音頻感應(yīng)法要優(yōu)越得多沟突，而且它可在不停電情況下用耦合式接線來實施在線故障探測花颗。
紅外熱象技術(shù)：基于電纜一旦過載，線芯的溫度將會急劇上升這一現(xiàn)象惠拭，人們可對電纜的線芯溫度進行監(jiān)測來判斷故障位置扩劝。步驟如下：首先采用紅外熱象儀掃描電纜表面，拍攝出電纜的表面溫度場分布圖象求橄，進一步處理可得出溫度場的具體數(shù)值分布今野，然后根據(jù)已建立的傳熱數(shù)學(xué)模型，根據(jù)電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)罐农，物性參數(shù)条霜，環(huán)境溫度及表面溫度對電纜線芯溫度進行反演計算，從而實現(xiàn)電纜線芯溫度的非接觸的故障探測涵亏。正是紅外技術(shù)不需接觸設(shè)備宰睡，不要求設(shè)備停運，且具有操作簡便气筋，檢測速度快拆内，工作效率高等優(yōu)點，在未來的電纜故障檢測中宠默，紅外熱象技術(shù)必將發(fā)揮更大的作用麸恍。
