电缆故障定位检测方法

电缆故障定位检测方法（精选10篇）

电缆故障定位检测方法 篇1

客运专线电力电缆行波故障定位方法综述

综述了客运专线电力电缆的常见故障类型和性质,分析了各种电力电缆行波故障定位方法的特点、优缺点和适用范围.明确了现有行波定位方法所存在的.问题,指出了行波法的发展方向.

作 者：苏方林 Su Fanglin  作者单位：广深港客运专线有限责任公司,广东,广州,510623 刊 名：电气化铁道 英文刊名：ELECTRIC RAILWAY 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U239.5 关键词：电力电缆   故障定位   行波  

电缆故障定位检测方法 篇2

电力电缆广泛应用于各个领域, 但是当电缆发生故障时, 由于电缆敷设隐蔽, 很难发现故障位置, 这给迅速排除故障恢复供电带来困难。如果能够准确地测量电缆故障点的位置, 可以大大缩短寻找故障点的时间, 迅速排除故障以确保正常供电。目前, 通常采用测距方法确定电缆的故障位置。根据检索资料, 国外采用该方法已取得了较好的成果, 奥地利一家公司生产的测距装置精度可在1 m以内, 但价格非常昂贵;国内在测距方面也取得了一定的进展, 但测距误差仍有5～8 m, 因为在测距时使用的行波波速是恒定不变的光速, 这样必然会造成测距的误差。为此, 本文采用正向电压行波与反向电压行波极性的不同进行电缆故障测距定位检测, 可减少测距误差, 从而可以迅速地确定电缆故障位置, 便于维修。

1 电缆故障点的检测方法

电缆故障点的检测方法有很多, 主要有基于工频基波分量的阻抗法故障测距定位、解微分方程法故障测距定位和行波法故障测距定位等。前2种方法都是利用阻抗法进行故障定位, 阻抗法是建立在对输电线路故障后稳态信号的分析和求解的基础上, 长期以来获得了较广泛的关注, 并取得了较好的理论和实际研究成果。但是以往在我国由于技术和经济等方面的原因, 一般的线路都不装设专门的故障测距装置, 都是根据故障录波图形或录波数据采样基于工频基波分量的方法测距, 这种方法往往比较粗糙。近年来, 随着GPS技术的广泛应用, 双端同步数据采集的应用使得基于解微分方程故障测距法可以实现较精确的测距并得到较广泛的应用。尽管如此, 由于利用阻抗测距定位的方法与线路参数密切相关, 对于高阻接地、多端电源线路及采用了串联补偿装置的交流输电线路或直流输电线路, 这种方法很难实现。行波法是利用行波的传播距离在假定波速恒定的情况下与传播时间成正比的原理来完成故障测距定位的。这种方法受线路类型、故障类型、过渡电阻等因素的影响小, 因此, 越来越受到国内外学者的关注。为了更好地深入研究, 本文采用行波故障测距定位方法分析电缆故障位置。

1.1 行波极性的确定

行波分为电压行波和电流行波, 而电压行波和电流行波又有前行电压、电流行波和反行电压、电流行波之分。电压行波与电流行波的比值为波阻抗, 波阻抗为一定值, 故电压行波与电流行波波形相同。假定正电荷向x轴正方向运动而形成的电流行波的极性为正, 则正极性前行电压波必然伴随正极性的前向电流波。反之, 负极性前行电压波必然伴随负极性前行电流波, 即前行电压波和前行电流波极性相同。对于反向行波, 正极性的反行电压行波的正极性电荷向x轴反方向运动, 与它对应的反向电流行波极性为负。同样, 如果反行电压行波为负, 则意味着负的电荷向x轴反方向运动, 与此对应的电流行波极性为正。所以反行电压行波极性与反行电流行波极性相反。由此可以得出, 前行电压波与前行电流波极性相同, 反行电压波与反行电流波极性相反, 而正向电流行波和反向电流行波的极性相同[1]。

1.2 行波测距定位

行波在无损导线上传播时会在导线周围空间建立电场和磁场, 行波沿无损导线的传播过程就是平面电磁场的传播过程。架空线路周围介质是空气, 故电磁场的传播速度必然等于光速。而电缆一般都敷设于地下, 所以, 电缆周围的介质随环境变化而变化[2,3]。电缆线路如图1所示。

当在F点发生接地故障时, 在故障点处同时产生向线路两端传播的同极性的电压行波u1 和u2, 当初始行波u1到达母线C时, 安装在母线C处的保护3捕捉经过小波变换后的初始行波波头并记录行波波头到达时间。同时, 由于阻抗的不连续性, 行波在母线C处发生反射, 反射波到达故障点后, 再一次发生反射和透射现象, 透射波的极性不变, 将继续前行到达母线D, 而反射波将返回母线C处, 此时的反射波极性与初始电压行波u1的极性相同。当故障点反射波到达保护安装点3时, 保护装置再次捕捉行波的波头并记录波头的到达时刻。第二次记录的时间与第一次记录的时间差的一半就是行波由故障点F到保护安装点3所用的时间。根据式 (1) 即可确定保护安装点到故障点的距离x[2]。

undefined

式中:ν=2.2×108 m/s (橡胶绝缘电缆) , 为行波速度;Δt为第二次记录的时间与第一次记录的时间差。

当保护装置设置为只捕捉与初始电压行波波头极性相同的行波时, 不捕捉与初始行波波头极性不同的行波波头。所以当初始行波u2到达母线D时发生反射, 反射波的极性与初始行波u2的极性相反, 反射波在故障点F处发生反射和透射, 透射波的极性不变, 继续向前运动到达保护3处, 但此时由于行波的极性与初始行波u1的极性相反, 保护装置不捕捉行波的波头。所以, 端电压反射波不影响行波测距。同理, 保护4也会测得故障点F到保护4的距离, 从而完成测距定位。

2 EMTP软件仿真

2.1 软件介绍

目前电力系统仿真多用EMTP实现, EMTP即电磁暂态分析程序, 该程序具有规模大、功能强、模拟真实、仿真时速度快、数值计算稳定等优点, 其典型的应用是预测电力系统在某个扰动之后变量随时间变化的规律。将EMTP的稳态分析和电磁暂态分析相结合, 可以作为电力系统谐波分析的有力工具。

2.2 故障点的仿真

电缆线路仿真参数如表1所示。

2.2.1 故障发生在小于CD段线路的一半处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 以图1中a 点故障为例分析, 如图2所示。从图2可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度小于本段线路全长的一半时, 故障点的反射波将第一个到达保护安装点, 其极性和故障初始行波的极性相同, 且其小波变换后的模极大值也比较大。而对端母线和相邻母线的反射波到达保护安装点比较滞后, 且其极性均与初始行波和故障点反射波的极性相反, 其小波变换的模极大值也很小, 这些特点对于准确捕捉故障点反射波的波头, 进行精确测距是有利的[4]。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点b发生在距C点370 m处。从图2可以看出, 故障初始行波在1.7×10-6 s处, 反射波在5.05×10-6 s处, 由式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (5.05-1.7) ×10-6

=368.5

与实际距离只差1.5 m。

2.2.2 故障发生在CD段线路的中间处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长一半时, 以图1中b 点故障为例分析, 如图3所示。从图3可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度等于本段线路全长的一半时, 对端母线D的反射波透过故障点后与故障点反射波发生重叠, 由于二者极性相反, 所以, 重叠后使叠加波经过小波变换后的模极大值变小, 但是变化不大, 且其极性仍与故障初始行波和故障点反射波的极性相同。原因是由于故障点过渡电阻比较小, 对端母线D的反射波在故障点处透射的部分非常小, 故经过小波变换后的模极大值也非常小, 所以, 虽然其极性和故障点反射波极性相反, 但与故障点反射波合成后, 故障点反射波的小波变换模极大值变化不大, 仍然不会影响对故障点反射波波头的捕捉以及测距的精度。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点b发生在距C点500 m处。从图3可以看出, 故障初始行波在1.8×10-6 s处, 反射波在6.35×10-6 s处, 由公式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (6.35-1.8) ×10-6

=500.5

与实际距离只差0.5 m。

2.2.3 故障发生在大于CD段线路的一半处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 以图1中c 点故障为例分析, 如图4所示。从图4可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 故障点的反射波将最后一个到达保护安装点, 并且故障初始行波和故障点反射波经过小波变换后的模极大值略有减小, 这是由于行波在线路中的传播长度增加后能量损耗造成的, 而各波头的极性与图2相比较没有变化, 所以对行波波头的捕捉和测距精度没有影响。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点c发生在距C点650 m处。从图4可以看出, 故障初始行波在2.5×10-6 s处, 反射波在8.4×10-6 s处, 由公式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (8.4-2.5) ×10-6

=649

与实际距离只差1 m。

3 结语

本文提出了一种采用电压行波测距确定电缆不同故障点位置的方法。该方法采用电压行波与小波变换模最大值的关系判别初始行波、故障点反射波以及其它波的极性, 以确定电缆线路故障位置。采用EMTP软件仿真, 验证了该方法的可靠性。该方法可以使误差限制在1.5 m之内, 比国内同类方法的精度提高约3倍, 大大提高了电缆线路故障位置确定的准确度, 节省了人力、物力, 从而提高了电力部门的经济效益。

参考文献

[1]周泽存.高电压技术[M].北京:水利电力出版社, 1991.

[2]卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[3]熊元新, 刘兵.基于行波的电力电缆故障测距方法[J].高电压技术, 2002, 28 (1) :8~10.

电缆故障定位检测方法 篇3

在现代经济飞速发展的今天，电力承担着能源传输的重要任务，而电缆则是连接电网设备的主要形式。随着电力需求的增长，电力电缆应用日益广泛，然而由于产品质量、制造工艺、电缆中间及终端头的制作工艺（新增）等各项问题，电力电缆时常出现故障，对生产经济带来巨大损失。为了进一步减少电力电缆故障出现率，就必须提前对故障点进行精确定位，迅速排出（除）故障，减少经济财产损失。

一、电力电缆故障概述

1.故障类型 电力电缆对我国电力传输至关重要，然而由于各种内外因素，总是会出现电力电缆故障情况。由于导致故障的因素不同，出现故障的类型也有所差异，具体包括以下几种：（1）根据电力电缆故障表面现象来看，分为开放性和封闭性故障；（2）依据故障表现位置分为接头故障和电缆本体故障两类；（3）按照电力电缆接地情况不同出现接地、相间与混合三类故障现象；（4）从电力电缆的电阻性来看，包括断线、混线以及混合故障，而这里的混合故障又被细分为高阻故障、低阻故障和闪络性故障三类。由此可见，电力电缆故障的类型复杂多样，而导致这些故障的原因也各不相同，需具有针对性的进行分析，才能更好的对故障点进行定位。

2.导致故障的原因 造成电力电缆故障的原因往往不是单一的，而是多个因素共同作用形成的，如果不及时进行处理，会导致故障事故频繁发生，造成严重的经济财产损失。而对导致电力电缆故障原因的分析总结，发现主要包括以下几方面：

（1）机械损伤造成故障。据相关数据统计发现，导致电力电缆故障的众多因素中，机械损伤占57%，居首位。机械损伤相对于其他故障原因更易区分识别，主要是因为它主要是来自外力的影响，如：土地下沉和滑坡等自然外力的过大拉力，导致电力电缆接口或本体出现断裂损伤、城市建设频繁使电力电缆直接损伤、施工过程中由于机械的牵引力过大也可能导致电力电缆中间接头处断裂。（2）绝缘受潮致使故障。这一造成电力电缆故障的因素多发生在直埋的电缆接头处，主要是电缆制作工艺不够精良，或是电力电缆所处环境潮湿的原因，使得电缆接头处出现水分入侵的现象，将电缆接头处的护套符石出现裂纹，都会导致电缆绝缘度下降出现故障。（3）过电压因素。一般来说，电气设备对地绝缘只能承受相应的电压，多在几十伏到百余伏间。而由于各种因素影响，电气设备绝缘电压都会升高，且往往超过正常数值范围很多，尽管持续时间较短，但也会幸福（是否写错）线电气电缆绝缘闪络或是被击穿的现象。这也就是通常所说的过电压，瞬间的高位电压能够给电力电缆带来较大破坏，造成故障影响电力正常传输。

当然除了上述造成故障的因素外，还有其他因素，如：绝缘老化、产品质量缺陷、过热等，具体见下图所示：

二、电力电缆故障点定位方法分析

1.声磁同步法

当电力电缆出现过电压情况时，故障点被击穿很容易出现电弧，释放声波产生一定的震动，电缆本体也会同时向周围辐射冲击电磁波。为了精确的定位故障点，采用磁性天线可以很好的接收电磁波并将其放大以驱动电压表，电力电缆被击中一次，电压表的指针就会产生一次摆动。通过这一原理，在电力电缆故障点附近，通过观察电压表指针摆动和听电击声音，80%的可能就能判断故障点在这附近。当然这一方法也不是万能的，它对低阻或是金属性接地故障，或是故障点出现在长管内的情况不适用，容易出现误判。

2.声测法

这一电力电缆故障点定位方法主要适用于高阻或是闪络性故障，尤其是高压电缆绝缘层的检查多采用这一方法。它的原理是对电缆故障施加高压，强迫将故障点击穿出现放电情况，这时故障点间隙就会出现机械振动声音，传到地面后造成“啪、啪”声响，通过声音可以十分准确的对故障点进行定位。但是由于出现的声音容易受到外界干扰，因此也存在一定问题。

3.跨步电压法

跨步电压法的使用，主要是通过故障与接脉冲直流电源间，当电流经过故障点时，就会产生一跨步电压，通过定位仪探针就可以进行故障点定位。如：当接近故障点时电位差就会急速增大，在故障点出（处）达到最大值，使信号出现由大到小，再到大的变化过程。当2根定位仪探针在故障点正上方且距离相等时，电位指针指向零，就是故障点的位置。

4.音频感应法

音频感应法是进行电力电缆故障点定位最常使用的方法，多用于电阻小于10Ω的低阻故障的故障点定位，无论是两相短路、三相短路并接地，或是三相短路都可以对故障点进行精确定位。在进行故障点定位时，使用1KHZ音频信号发生器向待检测的电缆通音频电流，并产生电磁波，由地面探头进行电磁信号接收，再将其放大后传输至耳机。根据耳机内电磁信号的强弱来判定故障点的位置，当探头在电力电缆故障点前移动1-2m时，音频信号就会终端，由此判断出信号最强的地方为电力电缆的故障点准确无误。

三、结语

综上所述，电力电缆对于电力正常传输具有重要影响，而由于各种各样的因素导致电力电缆经常出现故障，造成巨大的经济财产损失。为了有效的控制电力电缆故障发生率，必须掌握成熟的电力电缆故障点定位技术，能够及时有效的对故障点位置进行确定，迅速排除相关因素，确保电力传输的正常进行。因此，在现有的故障定点技术基础上，应该进一步深入研究，为保障电力行业的发展提供基础保障。

（作者单位：南乐县供电公司）

作者简介

第一作者：袁伟新，男，河南南乐县人，汉族，大专学历，（南乐县供电公司，营销部，电力电缆方向）

第二作者：李敬川，（南乐县供电公司，运维部）

网络故障检测方法 篇4

以万用表为检测工具

万用表是检测网络传输介质双绞线是否正常导通的基本工具，也是最常用、最得力的工具。利用万用表的欧姆档，能测试出网络中单个导线(一条芯线的两端)是否连通(读到的欧姆值较小且接近0，表明测量的两端导通，读到的欧姆值较大且接近无穷大，表明测量的两端不导通，同一根线的两端应该是导通的)，可以得知一端接头的几号引脚与导线另一端接头的几号引脚相对应，但此方法不能测出信号经过导线的衰减情况。

LAN电缆测试器

电缆测试器是一种比较便宜的专用网络测试工具，价格在100元左右/套。通常电缆测试器有两个部分组成：一个是主测试器(如图1左边所示)，另一个是远程测试端(如图1右边所示)，主测试器或远程测试端上有一组指示灯(有的电缆测试器主测试器和远程测试端各有一组指示灯)、RJ-45接头的插口、BNC接头的插口。检测时将LAN电缆两端的接头插入对应的插口中(如图1所示，UTP5LAN电缆的RJ-45接头放入电缆测试器的RJ-45的插座中)，打开电缆测试器电源，当网络传输介质LAN电缆导通正常时，主测试器或远程测试端上的对应指示灯发亮(如图1中右边的1&2、3&6、4&5、7&8指示灯会依次发亮)，表明LAN电缆导通正常，如果主测试器或远程测试端上的对应指示灯有不发亮的存在，则表明LAN电缆导通有问题。电缆测试器的部分功能也可以用万用表来模拟，但在检测LAN网线时，比万用表好用多了。

ping指令检测

在网络管理中，ping是使用最频繁的命令之一，ping指令主要用于检查网络的连接。ping指令支持两种网络协议：IP协议和IPX协议，学会使用ping来判断TCP/IP网络故障是一个网络用户应具备的技能。ping指令是一个外部命令，在Windows下有ping.exe与之相应。

ping指令的使用方法：

pingIP地址(或目标主机域名)-

n：执行ping指令时发送测试数据包的次数，缺省值为4。

t：连续向指定目标主机域名或IP地址，发送测试数据包，直到收到-C信号为止。在遇到网络不通的故障时，利用ping命令可以诊断出网络不通的故障点。具体的操作步骤如下：

ping127.0.0.1127.0.0.1

是本地循环地址，如果该地址无法ping通，表明本机TCP/IP协议不能正常工作;如果ping通了该地址，证明TCP/IP协议正常。

如有故障解决方法：在网络属性对话框中，删除已安装网络组件中的“TCP/IP协议”，然后再重新添加“TCP/IP协议”，可解决由于TCP/IP协议不能正常工作而产生的问题。

ping本机的IP地址

使用IPCONFIG或WINIPCFG命令可以查看本机的IP地址，ping本机的IP地址，如果ping通，表明网络适配器工作正常，则可以进入下一个步骤继续诊断;反之则是网络适配器出现故障，

如有故障解决方法：一般网络适配器上有两个指示灯，其中一个是连接指示灯，如果该指示灯亮(通常为绿色)，则表明网络适配器连接导通工作正常;如果该指示灯不亮，则表明网络适配器连接导通工作不正常。产生网络适配器连接导通工作不正常的原因通常有两个：一是网络适配器没坏，问题是网络适配器与插槽的接触不良所至，那么更换网络适配器的插槽即可解决问题;二是网络适配器已损坏，那么只有更换一块新的网络适配器来解决问题;

另一个是数据传输指示灯，如果该指示灯亮(通常为绿色)，则表明网络适配器的数据传输工作正常;如果该指示灯不亮，则表明网络适配器的数据传输工作不正常。产生网络适配器的数据传输工作不正常的原因通常有三个：一是网络适配器的驱动程序有问题，更换与操作系统相匹配的最新的该网络适配器的驱动程序可解决问题。二是网络适配器配置有问题，该问题通常是网络适配器自身配置有问题或与其他的硬件设备在操作系统的资源分配上有冲突。通过调整操作系统对网络适配器或与网络适配器产生冲突的硬件设备的资源分配，可以解决此问题(可通过控制面板->“系统”图标->“系统属性”对话框的“设备管理器”标签->选择产生资源冲突的设备->调整它们在系统中占用的资源来解决问题)。三是网络适配器的收发类型与传输介质不一致，通过调整网络适配器或传输介质使两者的收发类型一致即可。

ping同网段计算机的IP地址

ping一台同网段计算机的IP地址，ping不通则表明网络线出现了故障，如果ping不通的同网段计算机与本机是连接在同一集线器上，则有可能该集线器与本机和同网段计算机之间的连线不通或该集线器有故障;如果ping不通的同网段计算机与本机不是连接在同一集线器上，则需再ping一台同网段与本机连接在同一集线器上的计算机，以此来判断故障点在哪个集线器或该集线器的连线上。如果网络中还包括有路由器，则应当先ping路由器在本网段端口的IP地址，不通则此段线路有问题，通则再ping路由器在目标计算机所在网段的端口IP地址，不通则是路由器有问题。如果通，最后再ping目的计算机的IP地址。如有故障解决方法：若连线不通，可以通过下述三种方法来解决问题。第一更换能正常导通的连线;第二检查该连线，找出连线中的断点，然后重新按标准要求制作该连线将断点排除在新做的连线之外;第三检查该连线是否按标准要求制作，如果不是则重新按标准要求制作该连线。若是连接线路上的集线器有故障，则可以通过下述两种方法来解决问题。第一通过集线器上的指示灯来判断集线器上的连接端口是否工作正常，如有问题可通过更换连接端口来解决问题;第二集线器本身有问题，则通过更换新的能正常工作的与网络系统要求相匹配的集线器，来解决问题。

ping网址

如果要检测的是一个带DNS服务的网络(比如Internet)，在上一步ping通了目标计算机的IP地址后，仍然没有连接到该计算机，则可以ping该计算机的网络名，比如：pingwww.sjtu.edu.cn，正常情况下会出现该网络所指向的IP地址，这表明本计算机的DNS设置正确而且DNS服务器工作正常，反之就可能是其中之一出现了故障;同样也可以通过ping计算机名来检测WINS解析的故障(WINS将计算机名解析到IP地址的服务)。

思科路由器的故障检测及排除方法 篇5

通信系统在运行中可能出现一些故障，我们如何迅速地找出故障所在，并及时修改，是维持系统正常运行的关键，下面，我们就端口、线路、链路等方面，提供一些参考方法：

（1）判断以太端口故障：

对于以太端口故障的诊断，我们可以用 show interface ethernet 0 (对于以太端口0的诊断)的命令，它用来检查一条链路的状态，如下所示：

router# show int ethernet 0

EtherNet 0 is up,line protocol is up

: 正常 ===============Ethernet 0 is up,line protocol is up

: 连接故障，路由器未接到LAN上 ======Ethernet 0 is up,line

protocol is down

: 接口故障 ====== Ethernet 0 is down,line protocol is down(disable)

: 接口被人为地关闭 ===== Ethernet 0 is administratively down,line

protocol is down(可在配置状态中 interface_mode

下去掉shutdown命令)。

此外，当我们怀疑端口有物理性故障时，可用 shown

version,将显示出物理性正常的端口，而出现物理故障的端口将不被显示出来。

（2）判断串行端口故障

当发现与远程的通信中断时，我们应按照下面这个顺序来隔离故障：

线路---*}端口

判断线路是否中断：DDN线路。查看DTU的指示灯，DTU上共有四种指示灯：Power、Line、DTR、Rea

dy 。Power灯在DTU上电后应保持长亮，而Line、Ready灯就表示了该DTU与DDN节点机连接的情况，正常情况下这两个灯也应该长亮。

如果发现有异，应及时与DDN网管中心联系。DTR灯表示DTU与DTE（路由器）的连接情况，当路由器上电后，若串口状态正常，则DTU上的DTR灯也应保持长亮（当线路不通时，偶尔闪熄一下）。：模拟线路。查看MODEM上的指示灯，对于同步专线，一般来说，CD、TD、RD应保持长亮，当有数据在广域网线路上传输时，TD和RD灯将不停闪烁，当这些灯不正常时，应与电信部门联系。

（b）判断端口故障：

对于串行端口故障的诊断，我们可以用 show interface serial 0 (对于串行端口0的诊断，别的串行端口的诊断类似)的命令，它用来检查一条链路的状态，如下所示：

router# show int serial 0

Serial 0 is up,line protocol is up

: Serialt 0 is up,line protocol is up=====正常

: serial 0 is up,line protocol is

down=====端口无物理故障，但上层协议未通（IP、IPX、X25等，请查看路由器的配置命令，检查地址是否匹配），

:

Serial 0 is down,line protocol is

down(disable)：端口出现物理性故障，只有更换端口。: Serial 0 is down,line protocol is down：DCE设备（MODEN/DTU）未送来载波/时钟信号，请与电信部门联系。: Serial 0 is administratively down,line protocol is down====接口被人为地关闭，可在配置状态中 interface_mode 下去掉shutdown命令。

此外，当我们怀疑端口有物理性故障时，可用 shown version,将显示出物理性正常的端口，而出现物理故障的端口将不被显示出来。

一般命令

(＝后面的命令是11.0以后提供的等效命令)

enable 进入超级登录

disable 退出超级登录

show config=show start 显示NVRAM的配置

write terminal=show run 显示当前有效的配置

write memory=copy run start 保存当前有效的配置到NVRAM中

write erase 清除NVRAM的配置

show interface serial 0 显示串行接口0的状态

show ip route 显示当前IP路由表

show ipx route 显示当前IPX路由表

show ipx servers 显示当前Ipx服务器表

config

terminal 从终端上配置路由器，按CTRL－Z退出

ipx routing 在该路由器上激活IPX

interface serial 0 配置同步串行接口0

encapsulation ppp 该接口的线路协议为PPP

ip address 12.1.1.1

255.0.0.0 该接口的IP地址是12.1.1.1，子网掩码是255.0.0.0

ipx

nework 123456 该接口的IPX网络地址是123456

router rip 配置路由协议RIP

电缆抢修故障案例分析 篇6

一、抢修施工介绍

本抢修施工主要是对5.21事故中银前原料1#底配室电缆进行重新鉴定、恢复。本抢修施工特点:工期紧、相关方交叉作业多、有高空作业。本次抢修施工主要以最快速度抢修1#底配室电缆，争取尽快恢复正常生产。

二、抢修小组：

项目负责人：李春雷、顾华杰 协调负责人：李 彬（现场协调）安全负责人：郑希桐、李吉武（现场安全）材料负责人：庄中晓（备件材料准备）施工负责人：李永迪、刘 勇

施工人员 ：电工、建安公司、外委民工

三、抢修准备：

1、备件准备：

电 缆：动力电缆、控制电缆、照明电缆

连接管：16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70 mm2、95 mm2、120 mm2、150 mm2 线鼻子：35mm2、50mm2、70 mm2、95 mm2、120 mm2、150 mm2 灯 具：探照灯、三通防水灯头

材 料：高压绝缘自粘胶带、普通防水胶布

2、工具准备：

压线钳 2个 摇 表 2个 万用表 2个 套 筒 1套 锯 2只

电工工具 扳手、割刀等

四、安全确认:

1、提前学习进入施工现场注意事项，人员劳保护品穿戴整齐到达现场。

2、辨别、学习、预防现场危险源（触电、工具割伤、高空作业、高空落物等），班组安全员进行全程监护。

3、联系低配室停电，进行停电、测电、挂牌、监护等安全工作

3、拆除、敷设电缆装过程中，注意工具碰伤、割伤、高空作业、高空落物、交叉作业等安全隐患。

4、试车时、检查电气器件、线路、测量有无电，无关人员撤离现场，确保安全送电、生产工安全试车。

五、施工步骤：

1、对低配室进行停电、验电、挂牌、监护等工作。

2、现场检测、记录，需要备件型号、备件数量，准备备件。

3、备件运输到位、人员到位，做好安全检查、穿戴好安全带等

4、进行旧电缆辨识、绝缘测量；更换新电缆；找好电缆接头顺序（电缆有数字标号的根据数字标号顺序连接；没有数字标号的，对电缆进行测量校对连接）

5、处理电缆头—》连接电缆头—》测量电缆绝缘—》包扎防水处理电缆接头（先用高压防水绝缘胶带，再用绝缘胶带）。

6、对轻微破损电缆进行防水抱扎处理。

7、对电机进行绝缘测量，、记录；对损害操作箱进行器件更换。

8、送电试运行：检查电缆接头—》检查人员、设备安全事项—》检查电机情况—》通知送电试运行—》检测运行状态。

六、危险源辨识：

1、电缆的拆除、敷设、接线——触电伤害；危险等级 D级

2、电工工具应用——触电、工具划伤；

危险等级 D级

3、废旧件伤害——机械伤害；

危险等级 D级

4、粉尘——尘肺伤害；

危险等级 D级

5、高空作业—落物、跌落伤害

电缆故障定位检测方法 篇7

由于煤矿井下空间狭小空气潮湿且常有落顶和岩石塌陷事故发生,因而供电电缆易受砸、压、碰损害以及有害物质的腐蚀而发生漏电、短路、断线等故障。电缆故障从形式上可分为串联故障与并联故障。串联故障是指电缆一根芯线或多根芯线断开;并联故障是指电缆芯线对外皮或芯线之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。最常见的故障形式是单芯线接地[1],该种漏电故障容易引起瓦斯和煤尘爆炸[2]其它故障一般也是由单相接地故障引起的。因此,及时准确地排除电缆故障对煤矿的安全运行十分重要。

煤矿井下供电系统采用单端供电方式,系统中性点非有效接地,属于小接地电流系统[3]。供电系统一旦发生单相接地故障,由于接地电流较小,故很难确定故障点的位置。目前国内井下电力电缆的故障测距实际使用的大多是离线测距方式,主要分为阻抗法和行波法两类。电力电缆离线故障测距技术已基本成熟,但测距精度不高。因电缆故障引起的停电事件时有发生,在一定程度上影响了原煤的生产效率。所以,如何提高井下电缆故障测距的精度以及实现在线故障定位已成为井下供电系统迫切需要解决的问题之一。

由于故障线路零序特征量的暂态信号中含有丰富的故障特征信息,利用暂态零序无功功率在选线频带内的极性可选出故障线路,从而克服利用稳态分量及其它暂态选线方法的局限性。本文在采用暂态选线方法的基础上,利用有些频带的暂态高频信号与故障距离成一定映射关系的特点,运用小波分析与神经网络的紧密结合(即小波神经网络)来实现故障定位。仿真结果表明,该方法可以快速准确地实现井下电缆的在线故障选线和定位功能。

1 井下电缆单相接地故障特征分析

利用Simulink软件[4]可建立井下电缆供电系统的仿真模型,并得到各种故障情况下的零序电压、零序电流波形,从而分析总结它们的波形特征。系统仿真模型如图1所示,简化模拟矿井供电系统中井下中央变电所对2个采区和1个一般负荷供电。其中进线电缆(InLine)用YJV42,其正序电阻为0.08Ψ/km;500 m配电电缆(Line)为YJV32,其正序电阻为0.08Ψ/km,采区电缆(Mine Line)用UPQ,其正序电抗为0.732Ψ/km,正序电阻为0.07Ψ/km,长为100～150 m。采区电压为660～1 140 V,变压器(Ground Transformer)型号为KSJ2-100/6 6/0.69 kV 9.6/84 A Y/Y-12,其短路电压为4.5 V,短路电压有功分量为2.4 V,短路电压无功分量为3.82 V,空载损耗为600 W,短路损耗为2 400 W,电阻为0.113,电抗为0.182。隔爆移动变电站(Mine T)选用KSGZY-500/6 6/1.2 kV,其空载损耗为1 900 W,短路损耗为3 000 W,其短路电压百分比为4,空载电流百分比为2。Continuous为用户界面分析模块;Multimeter为万用表模块;Fault Scope为示波器模块。

仿真得到单相接地故障时的零序电压和零序电流波形如图2所示。从图2可看出,在发生单相接地故障的暂态过程中,零序电压和零序电流的变化很明显富含了故障特征量

2 暂态量小波分析选线

对于中性点不接地系统和经消弧线圈接地的配电网均能得到一个特征频带在该频带上故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流方向相反。假设第一条馈电线路发生单相接地故障,这时系统模型的零序网络如图3所示。

下面分别针对中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统进行分析。

(1)中性点不接地系统

从线路k的测量端看进去,输入零序等效阻抗为

式中:Zλ为零序特征阻抗,,其中γ0k、Z0k、y0k、L0k、C0k分别为单位长度的电阻、阻抗、导纳、电感、电容;γ为线路的零序传播常数,;Lk为线路长度;Zlk为末端负荷的零序等值阻抗。

若Zlk=∞,则有

由式(2)可导出Z0k的相频特性:

则线路k将交替发生串联谐振和并联谐振,阻抗在串联谐振时呈容性,在并联谐振时呈感性,且随着频率的升高交替呈现容性和感性。

非故障线路首次发生串联谐振(Z0k的相频特性φ=0)的临界频率为

在0<ω<ω0频带内,零序等效阻抗呈容性。设ωmin为所有非故障线路自身首次发生串联谐振频率的最小值,则在0<ω<ωmin配电线路的特征频带内,所有线路零序等效阻抗均呈容性。健全线路可等效成一个集中电容参数,而故障线路的零序等效阻抗为所有健全线路零序等效阻抗的总和。所以在选定的特征频带内,零序容性电流可理解为由故障点虚拟电源U0放电产生,经故障线路分配给其余非故障线路,即故障线路的容性电流幅值大于任何一条非故障线路,且故障线路的容性电流从线路流向母线,而非故障线路的电流从母线流向线路,二者的零序容性电流方向相反。

(2)中性点经消弧线圈接地系统

设消弧线圈在频率ωr下可以完全补偿系统的电容电流,则有

式中:C0为整个中性点不接地系统的零序网络对地等效零序电容。

那么在任意频率ω下,故障线路i检测的容性电流为

式中:分别为整个网络、出线k、消弧线圈的零序电流;U0为零序电压;C0h为故障线路等效参数电容;C0(ω)、C0(ωr)分别为任意频率ω下、临界频率ωr下的电容值。

若,则故障线路中仍有容性电流且其方向从线路流向母线,与非故障线路的容性电流流向相反。故障线路含有电容电流的临界条件为

式中:ωL为故障线路容性电流为零时的频率。

则在ωL<ωmin频带内,故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流方向相反,消除了消弧线圈的影响。

所以对于中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统的配电网,均有一个特定的频带,在该频带内故障线路的零序电流与非故障线路的流向相反。这样在选定的特征频带内,根据零序无功功率的传输方向就可以判断出故障线路,即零序无功功率为正时,线路为非故障线路,相反则为故障线路。暂态零序无功功率的计算流程如图4所示。

零序无功功率计算公式为

式中:和分别为i0(t)、u0(t-900)在小波j0和定位k上的尺度系数;dj,k和d′j,k分别为i0(t)、u0(t-900)在小波j和定位k上的尺度系数。

3 基于小波神经网络的井下电缆故障定位

小波神经网络是小波分析理论与人工神经网络结合的产物,具有小波变换良好的时频局部化特性和神经网络强大的学习能力[5]。其结合途径大致可分为松散型结合与紧密型结合,这里采用紧密型结合。

小波神经网络的结构如图5所示,其中学习样本经输入层投影压缩后作用于小波神经网络[6]。图5中,输入端有2M个节点,隐层有k个节点,给定P组输入输出样本。隐层选取的小波为Morlet小波,对网络的输出也并不是进行简单的加权求和,而是先对网络隐层小波节点的输出加权求和经Sigmoid函数变换后得到最终的网络输出。这样有利于处理分类问题,同时减少训练过程中发散的可能性[7,8]。

训练样本时,在权值和阈值的修正算法中加入动量项,引进前一步的修正值来平滑学习路径,避免引入局部极小,加速学习速率。为了避免在逐个样本训练时对权值和阈值修正可能出现的振荡,采用成批训练方法,将一批样本所产生的修正值累计后统一进行一次处理。

选取的代价函数为

式中:Yp为输出层的期望输出;yp为网络输出。

隐层输出和输出层输出分别为

式中:ψ为小波变换函数;wkm为连接权值;imp、U mp分别为神经网络输入的电流值和电压值。

小波神经网络训练算法逐步更新神经元间的连接权值wkm、wk及小波的伸缩因子ak和平移因子bk,其表达式为

式中:wknew、wkmnew、aknew、bknew为更新值;wkold、wkmold、akold、bkold为更新前的值;Δwkold、Δwkmold、Δakold、Δbkold为更新值与原值的差值;δk、δkm、δak、δbk分别为Ep对wk、wkm、ak、bk的梯度,;xpm为输入样本。

学习算法的具体实现步骤[9]:

(1)网络参数的初始化:将小波的伸缩因子ak、平移因子bk、网络连接权值wkm和wk、学习率η(η>0)以及动量因子λ(0<λ<1)赋予初始值,并令其输入样本计数器m=1。

(2)输入学习样本及相应的期望输出Yp。

(3)计算隐层及输出层的输出。

(4)计算误差和梯度向量。

(5)进行递增运算,即m=m+1,如果m

(6)当E<ε,即代价函数E小于预先设定的某个值ε(ε>0)时,停止网络的学习,否则将m重置为1,并转步骤(2)。

假设线路L1的A相发生故障,将不同条件下发生故障时得到的系统母线零序电压和线路零序电流作为输入样本对小波神经网络进行故障测距训练,然后通过训练好的网络来验证小波神经网络的实际测距能力。取表1中的故障情况,训练结果如图6所示。

从图6可看出,所选故障情况在测试中能够达到预期的结果,前提是该网络有足够的训练样本。

4 结语

提出的基于小波变换的井下电缆单相接地故障在线选线和定位方法具有精度高、抗干扰能力强、实时性好的特点。利用该方法,仅需测量井下变电站出口单端信息就能实现供电线路的选线和电缆故障定位功能,对井下供电电缆的快速、准确故障定位以及矿井的快速恢复生产和安全可靠供电具有重大意义

参考文献

[1]于金霞,李长青,贾宗璞,等.专家系统在煤矿井下供电电缆实时故障诊断中的应用[J].焦作工学院学报:自然科学版,2002(1):50-53.

[2]董爱华,王福忠.煤矿井下动力电缆故障点检测的研究[J].煤炭科学技术,2001(8):31-33.

[3]赖昌干.矿山电工学[M].北京:煤炭工业出版社.2006.

[4]黄永安,马路,刘慧敏.MATLAB 7.0/Si mulink 6.0建模仿真开发与高级工程应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

[5]ZHANG Q,BENVENISTE A.Wavelet Network[J].IEEE Transactions on Neural Network,1992,3(6):889-898.

[6]肖胜中.小波神经网络理论与应用[M].沈阳:东北大学出版社,2006.

[7]王凯,张永祥,李军.小波神经网络在齿轮故障诊断中的应用[J].煤矿机械,2004(7):128-130.

[8]成礼智,王红霞,罗永.小波的理论与应用[M].北京:科学出版社,2004.

如何检测电线电缆质量的好坏 篇8

电线电缆在电力系统中尤其在输电线路上必不可少，它还有好几种分类，有特种电缆、绝缘电缆等！

电线电缆用以传输电（磁）能，信息和实现电磁能转换的线材产品，广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体；一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。

1、检查屏蔽层编网：编数是否够？铜材编网，检查可焊性，镀锡铜电脑线刮看里面是不是铜线，铝镁合金线的硬度明显大于铜线；编网稀疏，分布不均匀，与绝缘层包裹不紧等是差电缆；用打火机烧芯线，如果是铜包铝，就很容易看出内部的颜色与外面的铜不相同；剥开外皮，看屏蔽层的编织角度，如果基本上都立起来了，那么基本上就可以看出编织角度较大，为偷工减料产品；

2、PVC护套：表面能看出压紧里面编网有规律的“不平度”，说明加工工艺好，不会产生相对滑动，是好电缆。外观光滑，看不出压紧编网的“不平度”，用手捏护套有松动感，是差电缆；

3、检查芯线：直径——SYV电缆为0.78-0.8mm，SYWV电缆为1.0mm；近来出现了一种SYV75-5芯线直径是1.0mm的电缆，这种电缆的特性阻抗，肯定不是75欧姆，不应用到75欧姆传输系统中；用游标卡尺检查线缆内芯的直径；

4、打开一卷线来测量长度，或者用秤重的方法大概判断； 如果购买了上述不合格的线缆，并出现了问题，以下是几种可以推荐的解决方案：

1、如果传输距离超过800米，用SYV-75-5线缆，结果发现没有图像或者图像在跳动，可以采用视频放大抗干扰器，其采用视频分段放大方式，可以将视频信号放大10倍，这样便可以有效延长传输距离(不能用简单的放大器，否则信号损失很大)；

2、如果几根线缆相互干扰，则可以采用多信号复用设备，可以在一根视频电缆内同时传输8路视频图像和控制信号；

3、如果遇到了线缆焊接的难题，则推荐购买纯锡焊丝，并且用高功率的烙铁进行快速焊接，一定不能慢慢上锡；

4、最后如果对视频电缆不太放心，也可以采用射频电缆传输多路视频信号的设备，一根射频电缆可以同时传输20路图像和控制信号。传输范围可达3公里，这样造价也会更合算。

一种新型的故障检测定位方法研究 篇9

对于大型复杂系统,随着故障树的增大,最小割集的数量也将迅速增多。故障检测定位时,如何在较短的时间内得出正确的结论,提高故障检测效率,对部队装备保障的维修工作具有十分重大的意义。参考文献[1]中,由于BDD的规模随着故障树的底事件数目的增加呈指数增长,过程复杂、计算量大;参考文献[2]虽然避免了在检测过程中发生的重复性,但其检索时间较长;参考文献[3]在综合考虑搜索成本、故障概率及影响程度的基础上对最小割集的检测过程进行排序,取得了较好的成果,但所涉及到的矩阵转换等数学方法复杂、内在开销大、容易出错。

本文综合考虑以上因素,采用均匀初始化的方法将整个故障树底事件均匀地分成几个等份,再运用遗传算法进行搜索并检测,如果发现某个底事件异常,则对包含该底事件的最小割集进行顺序检测,以期尽早定位故障。

1 故障树分析

故障树分析是1961年美国的WATSON H A提出的,主要用于大型复杂系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。故障树是系统的不希望事件(顶事件)与引起它的各部件或子系统的故障事件(底事件)之间的逻辑关系图,实质上是实际系统的故障组合和传递的逻辑关系的正确描述[4]。故障树分析法以顶事件作为分析目标,搜索找出所有可能引起顶事件的直接原因(最小割集)。

最小割集是导致顶事件发生的底事件最小组合,是故障树进行定性分析和定量分析的最主要的手段,也是进行其他分析的基础[5]。一个最小割集就是导致顶事件发生的主要途径,因此,任意一个最小割集就代表系统的一种故障。所以,对顶事件的故障定位过程就是逐一对其最小割集进行排查测试的过程。

底事件是故障树的最小组成单元,对应着设备系统的一个部件单元,是部队装备测试保障工作的直接对象。图1所示为某型导弹的系统故障树模型,T为顶事件,Gi(i=1,2,3)为中间事件,Bj(j=1,2,…6)为底事件。

基于故障树的故障检测就是对底事件逐一与其标准范围进行比对,超出正常范围即说明该底事件异常。但这并不一定会导致顶事件的发生,因为顶事件发生的直接原因是由某一个最小割集故障造成的。用sign(i)表示第i个底事件的检测状态,如果该底事件尚未检测用0表示,否则用1表示;fault_sum表示故障树底事件检测状态的和,如式(1)所示:

式中,event为故障树的底事件总数。本文的故障检测定位的思路是:通过改进的遗传算法使式(1)快速达到最大值的同时,尽早找出导致顶事件发生的最小割集。

2 遗传算法

对于特定的问题,遗传算法从可能潜在解的一个种群开始,而一个种群由经过基因编码的、一定规模的个体组成[6]。每个个体实际上代表一个问题实体,也就是一个可行解。借助自然遗传学的遗传算子进行复制、交叉和变异,以适应度函数最优为准则,逐代进化产生代表新的解集的种群。由此反复进化迭代,直到满足终止条件[7]。

2.1 均匀初始化

采用遗传算法搜索故障树底事件的目的是从全部的可能事件中尽快找出顶事件发生的原因。所以,从全部的底事件群体中均匀地挑出一些个体作为初始种群是一个可行而有效的方法,即均匀初始化。设步长为正整数ΔE,将所有底事件作为整个群体进行编码,从起始位置开始每隔ΔE个个体选择一个个体作为进化的初始种群。这样,可将整个群体分为若干相同大小的小群体,基于遗传算法的故障检测定位就在这些小群体上同时进行。

2.2 遗传算法的改进

2.2.1 需求分析

故障搜索定位过程初期,要求从全局的大范围跳跃式搜索,迅速定位故障;搜索到后期,如果尚未定位故障,应当对剩余的底事件进行地毯式搜索,避免遗漏底事件。在进行遗传操作时,初期应注重保持种群的多样性,后期应注重种群的收敛性设计。所以,在操作过程中需动态地调整交叉概率Pc、变异概率Pm及选择概率Pe。

2.2.2 遗传算法的自适应公式定义

针对以上需求分析,具体的交叉概率Pc、变异概率Pm及选择概率Pe公式定义如下:

式中,max为最大进化代数;now为当前代数;Pcbef与Pmbef分别表示上一代的交叉概率和变异概率。

2.2.3 定性分析

初始化Pcbef=0.5,Pmbef=0.9,max=10,对式(2)~式(4)进行定性分析,如图2所示。

图2中,随着种群迭代次数的增大,交叉、变异能力逐渐减弱,选择复制能力逐渐增强,使得在种群进化的前期,赋予了较大的交叉、变异能力。目的是增强种群的多样性,有利于克服局部极小,使算法能尽早地从全局范围内搜索定位故障;而在进化的后期,顺序搜索能力增强,同时有利于提高收敛性。这种自适应遗传操作,不仅在迭代前期有较强的全局捕捉搜索能力,而且在后期有较强的查漏补余能力,具有收敛性好、避免局部极小等特点,符合本设计的目的需求。

3 故障检测定位方法设计

故障树的任意一个最小割集的发生,都会导致顶事件的发生,而最小割集由一个或多个底事件组成,虽然底事件的发生有着不同的概率,但实际表明有可能发生概率小的事件。所以,对故障树的所有底事件进行快速检查是一种科学的方法,具体的故障检测定位流程如图3所示。

其中,检测最小割集就是对该最小割集中的所有底事件进行检测。如果本最小割集中的所有底事件均异常,则判断该最小割集为异常。适应度函数选为已经检测完的底事件的数目。

(1)初始化:将故障树的所有底事件按顺序紧密地排列在一起,并分配顺序号作为整个群体,从中等步长间隔均匀地选取出一部分个体作为初始种群。

(2)选择:依式(4)概率复制选取父代个体的下一个个体的染色体,加入子代种群。

(3)交叉:依式(2)概率对父代个体的部分基因进行交换,形成新个体,加入子代种群。

(4)变异:依式(3)概率对父代个体的部分基因进行变异,产生新的个体,加入子代种群。为防止溢出,变异应控制在步长以内。

遗传操作过程中,应保持整个种群的数目不变。另外,在对故障树的底事件进行检测时,对已检测的底事件进行标记,以防止在交叉或变异过程中的重复检测带来的时间损失;图3中,同一个底事件可能存在于不同的最小割集当中,如果某个底事件异常,就要检测所有包含该底事件的最小割集,具体方法请参考文献[2]。

4 仿真分析

某型导弹子系统故障树的底事件为188个,最小割集为350个,限于篇幅原因,本文未给出故障树。故障检测定位算法中采用实数编码,即正整数i(i=1,2,3,…188)表示该故障树的第i个底事件。均匀初始化时,取步长ΔE=21,即初始种群(i=1,22,43,64,85,106,127,148,169),适应度函数选择见式(1)。如果底事件在标准范围之内如果为健康(用0表示),否则该底事件异常(用1表示)。出现故障底事件,将检测包含该底事件最小割集的其他底事件,以期尽早定位故障原因。

为此,本文以该型导弹的子系统测试数据为依据,在Windows平台下进行Matlab仿真,初始化Pcbef=0.5,Pmbef=0.9,结果如图4、图5所示。

图4中纵坐标1表示故障(异常),0表示正常。结果显示编号为288的最小割集为导致顶事件发生的原因,其所含的底事件编号为:4,24,26,31,158,185。而其他底事件发生的不正常现象并未导致顶事件的发生。仿真结果与实际相符。

由图5得出,在种群进化到第3代的时候已经将导致顶事件发生的最小割集定位;当种群进化到第4代时,已经检测完所有的底事件,收敛速度较快。为了能更清楚地说明问题,本文进化代数选为10,正常情况下进化到第3代时就已经定位故障,检测过程至此结束。

仿真结果表明,本文算法进化到第3代时只检测了18个故障树的底事件,即得出将故障定位为编号288的最小割集异常的结论,而传统的顺序检测方法需要检测185个底事件才可以定位故障。可见,本文的故障检测定位算法能够大大节约故障定位时间。

本文在深入分析了故障树及故障检测特点的基础上,对遗传算法作了一定的改进,定义了新的自适应交叉、变异和选择概率公式,并设计了用一种均匀初始化的新型自适应遗传算法的故障定位方法。仿真实验表明,该方法能够提高故障定位的效率,尤其在大型复杂故障系统中体现得更为明显。

参考文献

[1]刘萍,吴宜灿,李亚洲,等.一种基于ZBDD求解大型故障282-288.

[2]王久崇,樊晓光,万明,等.一种改进的故障树模糊诊断的方法及其应用[J].计算机工程与应用,2012,48(14):226-230.

[3]姚成玉,陈东宁.基于最小割集综合排序的液压系统故障定位方法[J].中国机械工程,2010,21(11):1357-1361.

[4]刘东.基于故障树分析的航空装备故障诊断及系统开发研究[D].西安:空军工程大学,2009.

[5]崔焕庆,周传爱.应用Petri网求解事故树最小割集的方法研究[J].计算机工程与设计,2011,32(2):580-583.

[6]黄友锐.智能优化算法及其应用[M].北京:国防工业出版社,2008.

电力电缆故障分析及定位 篇10

1 电力电缆故障类型分析

1.1 开路故障

如果电缆的绝缘电阻出现无穷大的情况, 而电压却不影响用户端, 这样故障我们称为开路故障。在这种故障发生后, 电缆故障点处的阻抗无穷大。

1.2 低阻短路故障

如果电缆的绝缘电阻值变小, 与电缆自身特性阻抗相比, 绝缘电阻小于电缆自身阻抗, 甚至没有电阻, 即0≤RL

1.3 电阻泄露故障

如果电缆故障点处的直流电阻比该电缆自身的阻抗大, 这种故障类型成为电阻泄露故障。进行高压绝缘测试的时候, 随着实验电压的升高, 泄露电流也会随之增大, 如果实验电压升高到一定值时, 泄露电流就有可能超过允许的最大电流。

1.4 高阻闪络性故障

这种故障类型是泄露电流不随电压的升高而升高, 但随着试验电压的升高, 其突然增大, 反应到电流表上, 电流表指针呈现出闪络性摆动, 如果对此试验进行重复, 可以发展其具有可逆性。而故障点无电阻通道, 只是存在与闪络的表面或者放电的间隙。

1.5 护层故障

电力电缆线路一般对护层都有一定的要求, 在对护层故障位置进行准确的测定之后, 可以采用与护层相同材料的进行修补包扎, 如果护层损坏的较多, 可以套上热缩卷包管进行加热收缩, 对修补之后的护层, 在进行绝缘电阻测量或者护层直流耐压试验, 如果还存在故障, 则说明其它部位还存在故障。

2 电力电缆故障原因分析

2.1 机械损伤

由于在电缆安装的时候, 操作不当或者不小心造成电缆机械性损伤, 或者由于电缆在铺设完成后, 接近电缆路径的附近的机械施工时, 人为的造成电缆的损伤, 导致电缆绝缘层穿孔, 潮气沿着破损的地方进入到线缆的内部, 导致绝缘性能下降, 形成故障。机械损伤不严重时, 一般不会直接形成故障, 可能是在经历几个月或者几年以后故障才能明显的被察觉出来。

2.2 过电压

通常, 电力系统中, 电气设备对地绝缘只能承受相电压, 很多电机的绝缘性能只能承受几十伏的电压, 最多也不会超过百余伏。受到某些因素的影响, 往往电气设备绝缘上的电压往往都超过上述电压数值。虽然这种现象存在的时间非常短, 但其出现时数值非常高, 经常造成电气电缆绝缘闪络或被击穿。这就是我们所说的过电压, 对于瞬间的高位电压, 即便是时间非常短促, 也会造成较大的破坏, 所以, 必须要采用相关的措施, 防止电力电缆承受过电压。过电压一般是由于电力设备进行拉闸或者导通管换相时, 电路中的电感元件, 由于电流的突然变化造成感应电动势, 最主要的特点就是时间短, 呈现出尖峰状态。

2.3 绝缘老化

一般, 电力电缆的绝缘材料基本都是采用高分子有机化合物, 外多种因素的共同作用下, 其性能会出现逐渐下降的趋势, 也就是我们所说的老化现象。橡皮、塑料等材料在受热之后容易发生热老化, 在有氧、热共同作用下, 会出现热氧老化。高聚物在热的作用下可发生交联和热降解反应, 一些材料在温度达到一定程度时会析出HCl。一般热氧化作用下, 会生成过氧化物、自由基等, 过氧化物又生成两个自由基, 自由基在参与到反应中, 最后生成低分子物质或单基物质, 出现这种物质时, 表明电缆的性能已经下降的非常大, 电缆呈现出发粘、变软, 机械强度下降等状态或者呈现出变硬、变脆等, 导致电缆表现出现裂纹。

2.4 其它原因

除了上述的几种原因以外, 电缆故障还会因为一些因素导致:首先, 电缆质量的不佳, 主要是电缆绝缘质量不达标, 电缆绝缘材料的不合格, 这种电缆在短时间内就会出现故障;其次, 由于在电缆铺设时, 要经过严格计算设计, 如果线路中存在较大的欺负落差, 会导致电缆内部的绝缘油流失, 造成绝缘能力下降, 这需要在设计的时候按照规范进行线路的设计;第三, 化学物腐蚀。电缆线路在经过酸性土壤或盐碱地时, 往往会造成线缆表面的服饰;第四, 地面局部下沉影响。受地震等地质灾害或者大型建筑基础下沉等作用的影响, 很容易对电缆的表面造成损伤, 形成故障;第五, 过负荷运行时间过长。因为过负荷运行, 电缆自身的温度会不断上升尤其是在夏季, 电缆升温往往会造成薄弱环节被击穿, 这也是为什么夏季经常出现线路故障的主要原因;最后, 外电场的影响。大型电力机车轨道附近的电缆外表皮, 在长期强磁场的作用下, 极易出现电腐蚀损伤, 表皮损伤后, 潮气会进入到电缆内部, 造成绝缘破坏。

3 电力电缆故障定位

对电力电缆故障的定位问题一直是一个比较棘手的问题, 也是一个值得关注的问题, 近些年, 研究成果方面, 也出现了一些实用的定位方法。本文主要从预定位和精确定位两个方面对电力电缆故障定位的方法进行简单的介绍。

3.1 预定位

从总体来说, 电力电缆预定位可以分为行波法和阻抗法两种。行波法测量波是从首段到故障点的往返时间与传播的速度相乘, 就可以得到两倍的故障距离。而阻抗法测量是从首段到故障点之间的阻抗, 利用特定故障算法进行计算定位。

1) 行波法

这种方法主要包含两个方面:现代法和驻波法。驻波法主要把电缆作为传输线, 利用其上的驻波谐振现象, 对电缆的相对电阻值较低的一类故障或断线故障进行测量。现在对这种方法利用的不多。而现代法主要包含高压脉冲反射法、低压脉冲电流法、高压脉冲电压法及二次脉冲法。对于断线故障和低阻故障, 低压脉冲反射法较为适用, 这种方法可以测得行波在电缆中传播的速度, 还可以对电缆的长度进行测量。低压脉冲反射法主要是向故障电缆注入低压脉冲, 记录其在电缆中传播时的各种参数, 通过记录的参数进行计算, 得出故障点的距离。其原理如图1所示:

对于高阻故障而言, 高压脉冲电流法、二次脉冲法及高压脉冲电压法都是比较适合的。高压脉冲电流法主要是采用线性电流耦合对电缆中电流行波信号进行收集, 对故障点采用高压击穿的方法, 在仪器内记录故障点的信号, 通过分析计算出故障点距离。高压脉冲电压法是通过脉冲高压或直流高压信号将故障点击穿, 然后根据分析计算得出故障点的距离。二次脉冲法是新近的一种预定位方法, 功能较多, 且操作简单, 可以对回波图形进行解释, 其原理是施加高压脉冲, 使故障点出现弧光放电, 通过耦合装置注入低压脉冲信号, 对带电弧波形进行记录, 等到电弧熄灭后, 再次注入低压脉冲信号, 对无电弧波形进行记录, 然后将两种波形进行比对, 在波形中, 故障点反应出的波形是不同的, 具有明显的差异处就是故障的地方。

2) 阻抗法

该方法也包含两个方面:电桥法和分布参数计算高阻故障法。电桥法是利用四臂电桥对电缆芯线的交流电容或实际电阻进行测量, 然后对电缆的实际长度准确的测出, 根据比例关系, 计算得出故障点。其中最为简单的是电阻电桥法, 如图1所示原理。

分布参数计算高阻故障发, 主要是在分布参数线路理论的基础上, 通过故障距离方程的推导得出故障的距离。原理为对高阻故障电缆施加高压信号, 使故障点出现闪络, 故障点高阻故障转变为电弧电阻, 通过故障点的电流与电压同相位, 然后对线路首段的电流和电压进行采集, 最后通过计算确定故障点。

3.2 精确定位

与预定位相对应, 精确定位所测得的故障点相对比较准确。因此精确定位是在预定位的基础上对故障点精确进行定位的一种方法。也是减少定位故障的有效工作。精确定位一般是电缆故障测试工作的最后一道工序, 也是最重要的一道工序。精确定位主要是对故障电力电缆线路施加高压脉冲, 然后根据故障点所产生的电磁信号机声音信号, 在地面上配合振动传感器获取的电缆声音信号, 一般在声音信号最大的地方就是故障点的准确位置。这种方法也成为声测法。

4 结论

电力电缆故障在实际生活中是比较常见的, 因此要采取必要的措施进行预防, 一旦出现故障, 首先要对其故障的类型及故障的原因进行分析, 然后根据故障状态确定故障的位置, 最后对故障进行处理, 保证供电系统的正常运行。

摘要：由于各种原因, 电力电缆线路常常会出现不同程度的故障, 故障的出现会造成电网运行的异常, 使供电出现中断, 影响人们的正常生活。对故障的检测、定位及修复需要耗费大量的人力、物力、财力, 因此应该尽可能降低故障的出现。本文主要对电力电缆线路的故障类型进行分析, 寻找出现故障的原因, 并介绍几种定位故障点的方法。

关键词：电力电缆,故障,类型,原因,定位

参考文献

[1]张高青, 杨继周, 刘建国, 董安华.高压电力电缆故障分析及探测技术应用[J].中州煤炭, 2008 (2) .

[2]陈鹏飞, 刘士栋, 徐清波, 王太续.高压电力电缆故障分析及探测技术[J].工矿自动化, 2003 (3) .

[3]杨孝志, 陆巍, 吴少雷, 俞飞.电力电缆故障定位技术与方法[J].电力设备, 2007 (11) .

[4]王晟.电力电缆故障分析及防范措施[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2010 (6) .

[5]杨忠, 周鑫.牛海清电力电缆故障定位技术综述[J].电气应用, 2008 (21) .

[6]邢海瀛, 陈柏超, 张亚迪, 田翠华, 余梦泽.基于倒置电桥法的电力电缆故障定位[J].电力自动化设备, 2008 (3) .