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摘 要：电力电缆作为我国电网系统的核心构成部分，直接影响着其运行状态，在保证供电稳定性和安全性方面有着举足轻重的作用。本文首先介绍了工频量故障测距法，然后分析了行波测距原理和分类以及各种测距方法的对比，最后提出了具体优化对策以供参考，旨在提高我国电力电缆故障距离诊断和检测的综合水平。
关键词：电力电缆；故障距离；测距原理
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0068-02
引 言
和以往的架空线路做比较，电力电缆具有更高的便捷性和安全性，空间使用范围也较小，有利于城市进一步发展。但即便如此，其依然会出现各种各样的距离，怎样合理的对故障点进行距离诊断和检测成为现阶段电力领域重点研究问题。相关人员必须要对此予以高度关注，结合实际情况有针对性的展开实践。
1 關于工频量故障测距法
（1）阻抗法。先来分析其基本原理：若输电电缆在不同故障状况下计算出的系统阻抗和故障测距装备安装位置到电缆故障点的间距是一种正比关系，为避免过度电阻带来的干扰，提高测距结果的准确性，大部分学者都将把此方面当做研究重点，微处理器的运用和深入发展同样为降低其对故障测距带来的干扰提供了支持。
（2）故障剖析法。其方法是检测故障出现时的电压与电流值，之后对故障信号展开运算剖析，随时算出故障点的距离。和上一种方法最大差别就在于不检测电缆的阻抗，适用性更加突出。单侧电气量算法采用一侧的电压值和电流值；双侧电气两端要同时使用电缆双侧的电压值与电流值[1]。
（3）故障电压法的基础原理。供电系统存在短路故障时，故障点位置的电压值较小，把电缆中的电压极值当作故障点。所谓电压极值，具体是指最大或是最小电压点。如果电缆出现问题，故障点相间电压最小或是出现短路，分量电压则为最大。要想精准进行故障定位，输电电缆要通过参数模型来运算，以此避免误差。要想对比输电电缆不同位置的电压，必须要先获得不同位置的电压，然后再明确最小电压。
2 行波测距原理和分类
此方法的优势在于速度快、准确度高。基本原理主要有双端法与单端法两种。其中前者以输电限流发生故障时的行波朝电缆两侧传递的性质，在电流两侧分别检测初始行波，依据抵达输电电缆两侧的时间差完成测距。还可在电力系统出现故障时，利用人工的方式向系统输入脉冲信号，利用与行波信号相关原理检测故障距离。后者则以行波在电缆故障发生点透射与反射的特征，监测反射波的实践，依据时间、距离与波速三者间的联系运算出故障距离。输电电缆出现问题时电力系统自身传播的行波信号当作测距信号展开单端距离测量的方法叫做A型法（如图1所示），将输电电缆出现问题时系统自身散发的行波信号当作测距信号完成双端测距的方法叫做B型法，人工注入脉冲当作测距信号的方法叫做C型法。
3 不同测距方法的对比
3.1 双端与单端测距法对比
3.1.1 工频量双端测距与单端测距法的对比
作为单端法，其是一种利用电力电缆一侧的电流与电压来运算故障点距离的，此方法通常有以下问题：一方面，电缆出现故障时过渡电阻发生系统等效阻抗的转变对测量距离精准度造成的干扰；另一方面，电力电缆或者双端测距系统阻抗的不匹配性对测量结果造成的干扰[2]。
3.1.2 行波法双端与单端测距对比
（1）单端测距方法的优点主要体现在以下两方面：①其较双端测距法的成本投入减少了1/2，可不进行两端数据通讯或者时间定位等等，测量结果时效性较高；②若可以精准鉴别出故障点回到监测点的行波，鉴于故障测距受到两端设施与时间存在差异的干扰，测距的精度通常可以达到供电系统对精准度的较高要求，并且经过全面剖析现场产生的统计数据，能大大减少故障距离检测误差。
（2）单端测距方法的劣势主要体现在原理上的不足。行波的幅值与极性是行波信号最显著的特点，在大部分供电系统线路接线架构与不同故障状况下，不能完成单端测距，并且这一方法具有较多的死区问题。
（3）所谓双端行波法，具体是指依据故障发生点形成的朝着电路里电缆两端母线运动的行波抵达两端母线的时间间隔来运算故障点间距，站在理论角度来看具有较高的稳定性。
（4）双端行波法的优势主要体现在以下几方面：①因为电力电缆两侧均单单检测首次抵达的初始行波，不容易遭受供电系统运作模式、电力电缆的内部电容以及过渡电阻所干扰，因此此方法较单端测距法的结果更具稳定性。②此方法的减量结果通常能达到供电系统对准确故障测距的较高要求，能有效减少误差。③按照实际测量参数或者设计参数判断出电力电缆的总长无法获得理想测距结果。
（5）劣势体现在以下几方面：投入成本较多，并且要利用GPS系统完成电力电缆两端的数据相互通信。
3.2 行波测距法与工频量法对比
从成本投入方面来看，工频量法能依赖正在运行的设施，硬件投入较少，并且操作起来也较为方便。但行波测距法和其有着较大差别，其需要新添加单独的设施，硬件投入较大，对技术方面也有着严格要求，技术标准较为繁杂。但站在测距时间角度来看，此方法较工频量法有着较多优势。所花费的测量时间，具体是指检测电流与电压信号的时间。伴随自动化水平的逐渐提升，排除故障的时间会明显减少，但故障排除时间依然会较行波信号的搜集时间要多的多。以工频测距法为例，要想减少时间几乎是不可能的。对于测距精度而言，其是整个测距环节中所要考虑的最关键的要素。原理方面，行波测距法不会被电缆不匹配信息与过渡电阻的干扰，较工频量法有着较大优势。然而此方法在反射波的判断方面，却存在一定的死区问题，但解决短途故障点定位问题依然能迅速完成，并且结果精度较高，就此方面来看，二者发挥的作用并不两样。
4 已有故障测距方法的整改对策
单端量行波故障测距装备的基础原理是在电力电缆出现问题时，通过故障检测距离点接受到的从故障起始行波浪涌通过检测端母线反射之后所产生的，首个正向行波浪涌和源自故障问题方向次个反向行波浪间的实践延迟运算出电力电缆故障发生点距离，两种行波依次是监测点暂态电流和电压涉及电力电缆波阻抗的线性组合。但鉴于以下原因，现阶段我国供电系统仅利用发生故障时的电流行波信号检测输电电缆距离：①电力电缆发生故障后无法及时检测到暂态电压行波信号；②波阻抗也无法及时得到；③母线出线回路数居多时，供电系统稳定性较差，出现故障后对系统电压方面造成的干扰可忽略不计，即暂态电压行波信号较差，故障现象不显著，但电流行波信号却较好，故障发生时现象显著。
把一条母线中某一条未发生故障的电缆作为参照电缆，通过对比从故障电缆的暂态电流与此条参照电缆的暂态电流产生的正反向行波浪涌，便可推断出源自电力电缆故障点的行波浪涌，而且能去除源自参照电缆远处母线传播的行波干扰信号[3]。
5 结 论
综上所述，为确保供电系统稳定运行，必须要提高电力电缆故障距离诊断和检测水平。相关人员要结合实际情况，有的放矢的选用测距方法，在实践中要做到及时发现问题，及时处理问题，不断提高电缆运作稳定性和可靠性。还要积极学习和掌握最新的测距原理与方法，保证诊断和检测工作与时俱进，推动电力行业实现可持续发展。
参考文献
[1]安允展，瞿 吉，张亚亚，郑 馨.电力电缆故障分析与诊断方法的研究[J].通信电源技术，2018，35（03）：221～222+238.
[2]林子翔，樊 璟.常用电力电缆故障诊断方法及检测手段[J].科技资讯，2014，12（08）：101～102.
[3]马 梁.电力电缆故障距离诊断及检测探析[J].机械工程师，2015（05）：65～66.
收稿日期：2018-11-10
作者简介：吴 昊（1990-），男，助理工程师，主要从事输电电缆运检工作。
关键词：电力电缆；故障距离；测距原理
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0068-02
引 言
和以往的架空线路做比较，电力电缆具有更高的便捷性和安全性，空间使用范围也较小，有利于城市进一步发展。但即便如此，其依然会出现各种各样的距离，怎样合理的对故障点进行距离诊断和检测成为现阶段电力领域重点研究问题。相关人员必须要对此予以高度关注，结合实际情况有针对性的展开实践。
1 關于工频量故障测距法
（1）阻抗法。先来分析其基本原理：若输电电缆在不同故障状况下计算出的系统阻抗和故障测距装备安装位置到电缆故障点的间距是一种正比关系，为避免过度电阻带来的干扰，提高测距结果的准确性，大部分学者都将把此方面当做研究重点，微处理器的运用和深入发展同样为降低其对故障测距带来的干扰提供了支持。
（2）故障剖析法。其方法是检测故障出现时的电压与电流值，之后对故障信号展开运算剖析，随时算出故障点的距离。和上一种方法最大差别就在于不检测电缆的阻抗，适用性更加突出。单侧电气量算法采用一侧的电压值和电流值；双侧电气两端要同时使用电缆双侧的电压值与电流值[1]。
（3）故障电压法的基础原理。供电系统存在短路故障时，故障点位置的电压值较小，把电缆中的电压极值当作故障点。所谓电压极值，具体是指最大或是最小电压点。如果电缆出现问题，故障点相间电压最小或是出现短路，分量电压则为最大。要想精准进行故障定位，输电电缆要通过参数模型来运算，以此避免误差。要想对比输电电缆不同位置的电压，必须要先获得不同位置的电压，然后再明确最小电压。
2 行波测距原理和分类
此方法的优势在于速度快、准确度高。基本原理主要有双端法与单端法两种。其中前者以输电限流发生故障时的行波朝电缆两侧传递的性质，在电流两侧分别检测初始行波，依据抵达输电电缆两侧的时间差完成测距。还可在电力系统出现故障时，利用人工的方式向系统输入脉冲信号，利用与行波信号相关原理检测故障距离。后者则以行波在电缆故障发生点透射与反射的特征，监测反射波的实践，依据时间、距离与波速三者间的联系运算出故障距离。输电电缆出现问题时电力系统自身传播的行波信号当作测距信号展开单端距离测量的方法叫做A型法（如图1所示），将输电电缆出现问题时系统自身散发的行波信号当作测距信号完成双端测距的方法叫做B型法，人工注入脉冲当作测距信号的方法叫做C型法。
3 不同测距方法的对比
3.1 双端与单端测距法对比
3.1.1 工频量双端测距与单端测距法的对比
作为单端法，其是一种利用电力电缆一侧的电流与电压来运算故障点距离的，此方法通常有以下问题：一方面，电缆出现故障时过渡电阻发生系统等效阻抗的转变对测量距离精准度造成的干扰；另一方面，电力电缆或者双端测距系统阻抗的不匹配性对测量结果造成的干扰[2]。
3.1.2 行波法双端与单端测距对比
（1）单端测距方法的优点主要体现在以下两方面：①其较双端测距法的成本投入减少了1/2，可不进行两端数据通讯或者时间定位等等，测量结果时效性较高；②若可以精准鉴别出故障点回到监测点的行波，鉴于故障测距受到两端设施与时间存在差异的干扰，测距的精度通常可以达到供电系统对精准度的较高要求，并且经过全面剖析现场产生的统计数据，能大大减少故障距离检测误差。
（2）单端测距方法的劣势主要体现在原理上的不足。行波的幅值与极性是行波信号最显著的特点，在大部分供电系统线路接线架构与不同故障状况下，不能完成单端测距，并且这一方法具有较多的死区问题。
（3）所谓双端行波法，具体是指依据故障发生点形成的朝着电路里电缆两端母线运动的行波抵达两端母线的时间间隔来运算故障点间距，站在理论角度来看具有较高的稳定性。
（4）双端行波法的优势主要体现在以下几方面：①因为电力电缆两侧均单单检测首次抵达的初始行波，不容易遭受供电系统运作模式、电力电缆的内部电容以及过渡电阻所干扰，因此此方法较单端测距法的结果更具稳定性。②此方法的减量结果通常能达到供电系统对准确故障测距的较高要求，能有效减少误差。③按照实际测量参数或者设计参数判断出电力电缆的总长无法获得理想测距结果。
（5）劣势体现在以下几方面：投入成本较多，并且要利用GPS系统完成电力电缆两端的数据相互通信。
3.2 行波测距法与工频量法对比
从成本投入方面来看，工频量法能依赖正在运行的设施，硬件投入较少，并且操作起来也较为方便。但行波测距法和其有着较大差别，其需要新添加单独的设施，硬件投入较大，对技术方面也有着严格要求，技术标准较为繁杂。但站在测距时间角度来看，此方法较工频量法有着较多优势。所花费的测量时间，具体是指检测电流与电压信号的时间。伴随自动化水平的逐渐提升，排除故障的时间会明显减少，但故障排除时间依然会较行波信号的搜集时间要多的多。以工频测距法为例，要想减少时间几乎是不可能的。对于测距精度而言，其是整个测距环节中所要考虑的最关键的要素。原理方面，行波测距法不会被电缆不匹配信息与过渡电阻的干扰，较工频量法有着较大优势。然而此方法在反射波的判断方面，却存在一定的死区问题，但解决短途故障点定位问题依然能迅速完成，并且结果精度较高，就此方面来看，二者发挥的作用并不两样。
4 已有故障测距方法的整改对策
单端量行波故障测距装备的基础原理是在电力电缆出现问题时，通过故障检测距离点接受到的从故障起始行波浪涌通过检测端母线反射之后所产生的，首个正向行波浪涌和源自故障问题方向次个反向行波浪间的实践延迟运算出电力电缆故障发生点距离，两种行波依次是监测点暂态电流和电压涉及电力电缆波阻抗的线性组合。但鉴于以下原因，现阶段我国供电系统仅利用发生故障时的电流行波信号检测输电电缆距离：①电力电缆发生故障后无法及时检测到暂态电压行波信号；②波阻抗也无法及时得到；③母线出线回路数居多时，供电系统稳定性较差，出现故障后对系统电压方面造成的干扰可忽略不计，即暂态电压行波信号较差，故障现象不显著，但电流行波信号却较好，故障发生时现象显著。
把一条母线中某一条未发生故障的电缆作为参照电缆，通过对比从故障电缆的暂态电流与此条参照电缆的暂态电流产生的正反向行波浪涌，便可推断出源自电力电缆故障点的行波浪涌，而且能去除源自参照电缆远处母线传播的行波干扰信号[3]。
5 结 论
综上所述，为确保供电系统稳定运行，必须要提高电力电缆故障距离诊断和检测水平。相关人员要结合实际情况，有的放矢的选用测距方法，在实践中要做到及时发现问题，及时处理问题，不断提高电缆运作稳定性和可靠性。还要积极学习和掌握最新的测距原理与方法，保证诊断和检测工作与时俱进，推动电力行业实现可持续发展。
参考文献
[1]安允展，瞿 吉，张亚亚，郑 馨.电力电缆故障分析与诊断方法的研究[J].通信电源技术，2018，35（03）：221～222+238.
[2]林子翔，樊 璟.常用电力电缆故障诊断方法及检测手段[J].科技资讯，2014，12（08）：101～102.
[3]马 梁.电力电缆故障距离诊断及检测探析[J].机械工程师，2015（05）：65～66.
收稿日期：2018-11-10
作者简介：吴 昊（1990-），男，助理工程师，主要从事输电电缆运检工作。