电力电缆故障定位的抗干扰研究

1、精品好资料学习推荐电力电缆故障定位的抗干扰研究作者：顾志强来源：华中电力2014年第02期内容摘要：电力电缆由于具有安全、可靠等优点，在城市供电系统中获得了广泛的应用。然而，电缆多埋于地下，一旦发生故障，故障位置难以发现。通过采用电缆识别技术可以快速的找到故障电缆，减少故障造成的损失。但是，在实际电缆识别工作中，电缆识别仪经常会受到强感应电的影响，导致设备的失灵甚至损坏，给施工带来影响。因此，我们开展了抗干扰研究并在电缆识别系统中引入干扰抑制器，减少强电感应的影响，从而提高电缆识别仪的适用性。关键词：电缆识别；干扰一、引言近年来，我国城市化进程发展迅猛，用户的用电需求急剧增加，这就造成了电缆迁

2、改以及抢修作业越来越多。在这些作业当中，需要使用电缆识别技术来识别出哪条是此次工作要寻找的电缆。电缆识别涉及到人身以及设备的安全，其鉴定结果是非常重要的，必须达到百分之百的准确可靠。然而在多次电缆识别工作当中，经常会受到强电感应的影响，电缆识别仪会失灵或者损坏，给施工带来相当大的影响。因此有效解决电缆识别仪在强感应电条件下无法正常工作的困难，成为当前电缆识别迫在眉睫的任务1。二、电缆识别仪技术分析2.1 电缆识别仪简介传统的电缆识别方法是核对图纸，进行人工现场的核实。但是电缆图纸存在着不够详细规范等缺点，加上埋设的环境标识物的缺失，因此使用这种方法进行电缆识别效率很低。为了提高电缆识别的效率，

3、现在主要使用电缆识别仪来进行电缆的识别。电缆识别仪是用在电力电缆铺设、故障维护、迁移维护等方面，将某一特定电缆从一束电缆中识别出来的专用仪器。它在识别某一特定电缆时将电流的方向、幅值的大小、信号形状、周期时间等作为目标的判断标准，采用这种多重的判断标准能够更加准确的识别电缆。电缆识别仪由发生器、带卡钳的接收机以及连线构成，具有小型化、紧凑等特点。实现此功能的电缆识别仪一般有两种实现方法：（1）音频感应法；（2）脉冲信号法。即用发射器从目标电缆首端加入一信号，该信号具有与运行电缆的工频电流电压信号明显差别的特征量，如电流的方向、信号的形状、幅值的大小、信号发射的时间和周期及持续时间等，然后用接收

4、器按要求检测需鉴别地点的各条电缆上观察信号的特征量，从而判别出该目标电缆2。随着智能化、数字化技术的发展，电缆识别仪也正在朝这个趋势发展，国内外电缆识别发展经历了从单一的模拟信号，需要人工进行综合观察对比判断设备到数字化智能式防水防尘轻便设备的改进。实现了多特种量发送、高效采集、数字转换处理、智能匹配等傻瓜式操作，从而有效的提高了电缆识别工作的准确性和效率，降低了现场工作人员的劳动强度和对于经验的要求。2.2 电缆识别仪的应用状况随着供电水平的提高，电缆的敷设密度越来越大，常常是数条电缆并列的敷设在一起，不少的多芯电缆和单芯电缆混合敷设，中低压电缆和超高压电缆使用相同的通道进行敷设。然而，在停

5、电的时候，被测电缆和同通道运行电缆同向敷设较长或者不同接地电阻差别较大的情况下，常常会造成在停电电缆线路上感应出较强的感应电压或者电流3。这些强感应电压或者电流会干扰各类电缆识别仪的工作，部分仪表的过电压自动保护动作，会造成信号施加的困难，部分无过电压保护模块的产品，会发生故障甚至会被烧毁，这就常常导致误判或者给施加信号带来一定的难度，给电缆改迁以及故障抢修工作带来了很大的安全风险。因此，需要结合电缆识别仪现场使用的状况，解决强电对识别仪的干扰，提出采用干扰抑制器的应对方案。三、干扰抑制器的工作原理根据只有当电缆识别仪接入被测电缆并形成回路，感应电流才能产生这一条件，干扰抑制器被设计成由保护电

6、路和阻抗匹配电路组成。仪器的总体结构如图3.1所示。工作时候，电缆识别仪发生信号，经过保护电路当中的高通滤波器到达目标电缆。电缆中的感应信号则无法通过高通滤波器转而从阻抗匹配回路流回大地；此外，为提高信噪比，在阻抗匹配回路中设置了阻抗调节功能来降低感应电流幅值，从而保证信号发生器的信号能够沿着电缆顺利传播到远端。在鉴别地点，信号接收器能够获得满足识别要求的有效信号并能根据信号的特征鉴别出目标电缆4。3.1 干扰器的研制（1）滤波器电路在停电被测电缆与同通道运行电缆同向敷设较长或不同电缆接地电阻差别较大的情况下，往往造成在停电电缆线路上感应出较强的感应电压或者感应电流；同时，线路上或路边各种设备

7、、以及大量节能产品的应用（如变频器，节能灯等）也让输电线路耦合了大量干扰信号，常常导致误判或施加信号较困难、甚至损坏识别仪器的情况。该部分保护、抗干扰电路采用高通滤波器对以上信号进行滤波，将低频高能量信号（频率主要为50Hz及其高次谐波）滤除以保证电缆识别信号的有效传输，然而在滤除干扰的同时也要使脉冲信号完全通过，故采用的高通滤波器频带范围选择为100kHz。（2）过电压保护该干扰抑制器结合现场使用情况采用了突波吸收电容。突波吸收组件因为对电压具有非线性之电阻变化在双向（正，反） 亦有对称性，并且能对线路上的异常电压反应，吸收掉大部份的突波/浪涌能量，同时把异常电压抑制到安全范围使线路的安全性

8、及稳定性提高。突波吸收器（压敏电阻）在预备状态时，相对于受保护之电子组件而言，具有很高的阻抗（数兆欧姆） 而且不会影响原设计电路之特性。但当瞬间突波电压出现（超过突波吸收器之崩溃电压时），该突波吸收器之阻抗会变低（仅有几个欧姆） 并造成线路短路，也因此电子产品或较昂贵之组件受到保护。（3）阻抗匹配为使脉冲发生器发生脉冲信号达到最佳传输状态，在附件中阻抗匹配电路承担了这一任务，调节附件旋钮调节释放电流的大小，确保将直流脉冲加于电缆，同时避免对电缆产生大的损害。通过现场的实验验证，当电缆线芯电流达到8.5A左右时，符合现场强感应电工作情况，此时接入干扰抑制器后，其接地端电流测得为3.51A，表明对

9、感应电具有较强的“分流”作用，达到了电缆识别仪发射脉冲信号的条件。四、结论电缆识别仪具有成本低、体积小、辨识准确的优点，但是在强电压或者电流的干扰下，容易出现判断失误甚至出现仪器故障。干扰抑制器的使用，经过现场实验的使用，可以对感应电达到比较理想的分流效果，从而比较容易的从并列电缆中找到停运的电缆，大大的提高了现场工作人员的工作效率，消除了可能引起的事故隐患，大大缩短了电缆停运的时间，消除事故的隐患。参考文献1王远.模拟电子技术基础（第3版）.机械工业出版社，2007.2阎石. 数字电子技术基础（第5版）. 高等教育出版社， 2005.3王晓蓉，杨敏中，严璋.电力设备局部放电测量中抗干扰研究的现状