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摘 要 近年来，电力电缆的运用越来越广泛。然而电力电缆一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行。因此我们需要准确、迅速、经济地查找出电缆故障。文章分析了电力电缆故障的原因和分类，介绍了目前常见的电缆故障测距法。凭借EMTP仿真技术，建立了低压脉冲比较法仿真模型，得出了几种电缆短路故障波形图。并用低压脉冲比较测量法对仿真波形进行了整理，证明了该方案的可行性。
关键词 电力电缆；故障测距；低压脉冲比较测距法；EMTP仿真
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0043-01
地下电缆如果发生故障，寻找故障点会非常困难，需要耗大量的人力物力，更严重的是带来巨大的停电损失。所以有效、快速、经济地找出电缆故障是一个势在必行的事情，越来越引起各方面的关注。
1 概述
故障测距的任务就是当线路的某一点发生故障时，通过线路两端的实测电流、电压及线路阻抗等参数来计算出故障距离。
本文分析电力电缆故障产生的原理、故障产生的原因、以及故障的类型和故障性质的判断。简单介绍了现阶段几种常用的电缆故障测距算法。
2 电力电缆故障的产生原因
电力电缆故障产生的主要原因有绝缘受潮、绝缘过早老化、过电压的激发导致电缆绝缘击穿、机械损伤类、产品自身质量缺陷等。
3 电力电缆故障性质的诊断
电力电缆故障的性质决定采用电力电缆故障测距的方法。电力电缆故障的性质的判断，就是指确定故障电阻是低阻还是高阻；是封闭性还是闪络性；是接地、短路，还是混合故障，是单相、两相，还是三相故障。然后结合故障发生时伴随的现象，大概判断出故障的相应性质，再根据故障性质类型来确定对应的处理方法。
4 电力电缆故障测距算法
电力电缆故障性质确定后，就可确定故障测距方法。故障测距是测量从电缆的测试端到故障点的电缆长度。而在目前的实际测试中，首选的是行波测距法测试故障距离，对于用行波测距法无法测试回波的特殊的主绝缘和护层故障，可以用电桥法进行故障测距。
电桥法的基本原理：利用电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积相等，而电缆的长度和电阻成正比的原理进行测试的。电桥法的优点是：简单、方便，且精确度较高，测量短路故障、低阻故障十分方便。
低压脉冲反射法的基本原理：低压脉冲反射法是给故障电缆注入一个低压脉冲故障电缆，脉冲会在电缆中传播，而当脉冲碰到阻抗不匹配点（故障点或中间接头等）时会反射回来，通过发射脉冲与反射脉冲的时间差，再根据脉冲在电缆中传播速度，就可以得该点到测量点的距离。
5 电力电缆故障仿真算例
在本次仿真中，单相电缆模型看成多个单相型等值RLC线路组成的分布参数模型，参数进行如下设置：单位电阻，位电感，单位电容，线路长度。
单相短路接地故障电缆的脉冲反射波形如图1所示。
从表1可以看出故障距离太远或者故障距离太近都会使测距误差比较大。原因是当故障发生在测量点附近时，因为入射波和反射波发生了叠加，使得第一个反射波难以辨别，即使采用了比较测量法，也无法完全消除测量端存在的死区；当故障离测量点比较远时，由于电力电缆有介质损耗，行波在传输过程中会发生衰减，这样会使得反射波形畸变较大，影响测距结果的精度，而使得误差变大的结果。
6 仿真结论
在低压脉冲比较测距原理的基础上，采用EMTP仿真平台，对开路和短路故障进行仿真研究，形成了低压脉冲法故障仿真模型，用这个模型模拟不同故障距离下低压脉冲法测距的测试过程。记录的波形数据按上述比较法处理方法进行处理，验证了该方法用于低压脉冲比较测距法的可行性。
7 结论与展望
1）电力电缆故障检测的方法很多种，但是目前还没方法可以解决所有的故障检测问题。所以要具体问题具体分析，从电力电缆的故障原因、类型及电缆的敷设特点等各方面因素综合考虑，选择比较合理的方法来进行故障的精确定位。
2）目前的电缆故障测距方式大都是离线测试，需要断电并且需要较长的故障修复时间，而在线检测具有更为明显的经济效益和社会效益，这使得在线测距成为电缆测距技术成为一种发展趋势。
参考文献
[1]董新洲，刘建政，张言苍.行波的小波表示[J].清华大学学报（自然科学版），2001，41（9）：13-17.
[2]徐振.行波原理在线路故障测距中的应用[C].东北六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2005年年会论文集.
[3]林金洪.电力电缆线路故障测距方法研究[D].重庆大学，2003.
[4]瞿敏.低压脉冲法在电缆故障测距中的应用及其相关问题研究[D].天津大学，2004.
关键词 电力电缆；故障测距；低压脉冲比较测距法；EMTP仿真
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0043-01
地下电缆如果发生故障，寻找故障点会非常困难，需要耗大量的人力物力，更严重的是带来巨大的停电损失。所以有效、快速、经济地找出电缆故障是一个势在必行的事情，越来越引起各方面的关注。
1 概述
故障测距的任务就是当线路的某一点发生故障时，通过线路两端的实测电流、电压及线路阻抗等参数来计算出故障距离。
本文分析电力电缆故障产生的原理、故障产生的原因、以及故障的类型和故障性质的判断。简单介绍了现阶段几种常用的电缆故障测距算法。
2 电力电缆故障的产生原因
电力电缆故障产生的主要原因有绝缘受潮、绝缘过早老化、过电压的激发导致电缆绝缘击穿、机械损伤类、产品自身质量缺陷等。
3 电力电缆故障性质的诊断
电力电缆故障的性质决定采用电力电缆故障测距的方法。电力电缆故障的性质的判断，就是指确定故障电阻是低阻还是高阻；是封闭性还是闪络性；是接地、短路，还是混合故障，是单相、两相，还是三相故障。然后结合故障发生时伴随的现象，大概判断出故障的相应性质，再根据故障性质类型来确定对应的处理方法。
4 电力电缆故障测距算法
电力电缆故障性质确定后，就可确定故障测距方法。故障测距是测量从电缆的测试端到故障点的电缆长度。而在目前的实际测试中，首选的是行波测距法测试故障距离，对于用行波测距法无法测试回波的特殊的主绝缘和护层故障，可以用电桥法进行故障测距。
电桥法的基本原理：利用电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积相等，而电缆的长度和电阻成正比的原理进行测试的。电桥法的优点是：简单、方便，且精确度较高，测量短路故障、低阻故障十分方便。
低压脉冲反射法的基本原理：低压脉冲反射法是给故障电缆注入一个低压脉冲故障电缆，脉冲会在电缆中传播，而当脉冲碰到阻抗不匹配点（故障点或中间接头等）时会反射回来，通过发射脉冲与反射脉冲的时间差，再根据脉冲在电缆中传播速度，就可以得该点到测量点的距离。
5 电力电缆故障仿真算例
在本次仿真中，单相电缆模型看成多个单相型等值RLC线路组成的分布参数模型，参数进行如下设置：单位电阻，位电感，单位电容，线路长度。
单相短路接地故障电缆的脉冲反射波形如图1所示。
从表1可以看出故障距离太远或者故障距离太近都会使测距误差比较大。原因是当故障发生在测量点附近时，因为入射波和反射波发生了叠加，使得第一个反射波难以辨别，即使采用了比较测量法，也无法完全消除测量端存在的死区；当故障离测量点比较远时，由于电力电缆有介质损耗，行波在传输过程中会发生衰减，这样会使得反射波形畸变较大，影响测距结果的精度，而使得误差变大的结果。
6 仿真结论
在低压脉冲比较测距原理的基础上，采用EMTP仿真平台，对开路和短路故障进行仿真研究，形成了低压脉冲法故障仿真模型，用这个模型模拟不同故障距离下低压脉冲法测距的测试过程。记录的波形数据按上述比较法处理方法进行处理，验证了该方法用于低压脉冲比较测距法的可行性。
7 结论与展望
1）电力电缆故障检测的方法很多种，但是目前还没方法可以解决所有的故障检测问题。所以要具体问题具体分析，从电力电缆的故障原因、类型及电缆的敷设特点等各方面因素综合考虑，选择比较合理的方法来进行故障的精确定位。
2）目前的电缆故障测距方式大都是离线测试，需要断电并且需要较长的故障修复时间，而在线检测具有更为明显的经济效益和社会效益，这使得在线测距成为电缆测距技术成为一种发展趋势。
参考文献
[1]董新洲，刘建政，张言苍.行波的小波表示[J].清华大学学报（自然科学版），2001，41（9）：13-17.
[2]徐振.行波原理在线路故障测距中的应用[C].东北六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2005年年会论文集.
[3]林金洪.电力电缆线路故障测距方法研究[D].重庆大学，2003.
[4]瞿敏.低压脉冲法在电缆故障测距中的应用及其相关问题研究[D].天津大学，2004.