故障定位器

故障定位器（共12篇）

故障定位器 篇1

在化工生产过程中各种参数的控制是通过执行器完成, 温度、压力、流量、液位是通过调节阀控制在相应范围, 调节阀是必不可少的现场仪表, 由于使用频率高所以故障率最高。

1 根据气动调节阀工作原理检修

1.1 气动调节阀具有防腐蚀特点在化工厂应用比较普遍, 使用广泛的是正作用调节阀。

分辨是气开还是气关最直观的办法是看调节阀模头, 模头输入气在上面一般是气关阀, 模头输入气在下面一般是气开阀, 常用的是气关阀。

气关调节阀当输入气压力增加时阀门开度减小, 当输入气减小时阀门开度变大, 没有输入气时, 阀门开度最大。根据工艺需要, 为保证安全, 在没有气源时阀门全开。

气开调节阀与气关阀相反, 失气时全关。

1.2 气源故障

调节阀工作时需要不同压力的标准气源 (2.5kp) , 气源压力过高或过低调节阀都不能正常工作。

1.2.1 压力过高:

正作用气关调节阀会使调节阀打不开或达不到上限不能正常调节工作;正作用气开调节阀会使调节阀关不严或关不到设定值;反作用阀与上述情况相反。

1.2.2 压力过低:

正作用气关调节阀会使调节阀关不严或关不到设定值;正作用气开调节阀会使调节阀打不开或达不到上限不能正常调节工作。

1.2.3 调节阀门定值器, 调整气源压力使其达到标准值, 仪表压力过高过低都要调整, 调整后故障排除。

1.2.4 无气源:因为各种原因气源切断调节阀位在零位或最大不能正常调节。

检修时人为切断气源, 可以判断是机械故障还是气源或电源信号故障。

1.3 阀座故障

1.3.1 调节阀工作运行过程中, 各种物料通过时会有渣滓硬物残留。

阀芯与阀座之间粘有异物使阀门关不严。关掉气源电源信号, 阀体有渗漏现象是阀体有异物, 拆开阀体清除异物, 故障排除。

1.3.2 阀芯上下机械位置改变也会产生关不严现象, 调整改变阀芯位置固定后, 故障可以排除。

1.3.3 阀杆与阀座动密封点填料处经常有物料泄露, 处理方法是紧固填料压壳, 严重时可以拆开添加更换填料。

1.4 调节阀膜头故障

调节输出标准气信号输入到调节阀膜头气室, 带动阀杆工作。故障现象及排除如下:

1.4.1 气室渗漏:

当阀门定位器正常没有输出气信号时, 可以分别判断泄露点, 拆下膜头气室输入接头, 可以判断出气室是否渗漏。渗漏原因: (1) 接头密封不好, (2) 膜头螺丝松动, (3) 膜片本身漏。解决办法:更换膜片, 密封接头, 紧固螺丝。

1.4.2 膜头弹簧故障:膜头么内弹簧长期使用会变形断裂、改变位置, 使膜片不能工作。解决办法:拆开膜头清理更换。

1.4.3 膜头气室进水

膜头气室会因为气源有水或其它原因进水, 冬季结冻产生冰块, 不能工作。解决办法。化冻融冰排水。

1.5 定值器故障

定值器手轮杆使用一段时间后会螺纹磨损, 可以更换。有时会有泄露或堵塞, 可以疏通或紧固密封。

2 阀门定位器

2.1 控制室操作站不能控制调节阀时, 检查现场仪表调节阀的

阀门定位器, 排除气源和电源信号故障后, 最大的可能是节流孔堵塞。可用螺丝刀松动节流孔螺丝, 输出如果有反应, 证明是节流孔故障, 卸下节流孔用细钢丝疏通, 装上后故障排除。

2.2 判断阀门定位器是否有故障的方法, 是改变喷嘴挡板与喷

嘴的位置, 看输出是否有变化, 如果有变化阀门定位器正常, 否则有故障。

2.3 电源信号故障:拆开信号端子盖, 断开一端信号线, 看输出是否变化, 如果没变化, 电源信号有故障。

⑴信号电源端子接触不好;⑵连锁保护元件损坏;⑶阀门定位器的电-气转换部分故障。解决办法:查找紧固端子螺丝;用尼龙管或铜管, 直接连接阀门定位器与调节阀;调节检查电-气转换部件。

2.4 智能阀门定位器可以接受手操器输出18毫安电流, 进行智能调整排除故障。

阀门定位器在输入18毫安电流时, 用螺丝刀顺时针拧90度, 三秒钟, 阀杆反复两次, 松开螺丝刀。阀位停在50%处保持三分钟, 整定完成, 正常校验。

2.5 阀杆抖动输出不稳, 其原因是节流孔堵塞, 用通针疏通, 故障排除。

2.6 气源含水, 气源一般是有专用的仪表气源或是压缩空气, 有时可以用氮气代用。

气源传输过程有一定的距离, 由于自然天气温度变化, 夏季气温高是气体含水达到饱和, 进入冬季温度降低结露有大量水析出, 造成调节阀堵塞, 结冻, 不能正常工作。解决办法是在最低点把水排出, 或是用蒸汽化冻排水, 根本解决办法是气源总管加装过滤器。

2.7 智能阀门定位器具有精度高故障率低, 检修方便的特点。

主要组成是数据采集电路、I/P转换器、气动功率转换、气动功率放大器、位置转换几部分。来自4-20m A电流控制信号, 经过滤波、限压、差动放大电路处理后, 送入微处理器, 作为采样输入信号。经过软件处理输出控制指令, 定位器的CPU处理器, 产生不同的脉冲电流信号, 经过功率放大电路, 生成驱动电流, 驱动线圈工作电磁线圈推动I/P部分的喷嘴挡板, 产生微小位移。根据背压原理, 喷嘴挡板产生微小位移通过喷嘴驱动放大器工作, 产生相应的气体信号输出, 该信号输送给调节阀, 推动阀杆产生相应的位移, 使调节阀工作。阀杆运行轨迹通过机械反馈连杆带动高灵敏度阀位传感器旋转。该传感器输出电压变化量, 经差压运动放大电路处理后, 输入微处理器进行采样, 经处理得到对应的阀位变量。阀位设定值与阀位变量经软件计算、比较, 得到差值, 根据差值的大小, 实时修正阀杆的位移, 完成气动阀的控制过程。

3 控制室故障

3.1 控制站盘后接线端子故障率很高, 如果现场和控制室不能

通信4-20m A, 查找端子线号, 用手抄器判断是现场故障还是控制室故障。接好端子螺丝, 故障可以排除。

3.2 控制站的安全栅经常出现故障, 用万用表测量安全栅输入输出是否正常, 可以判断故障。

或用好的安全栅替换故障安全栅判断。

3.3 DCS输出模块有故障, 可以通过故障显示灯判断, 或在操作站电脑查找故障。

摘要：文章介绍了调节阀和阀门定位器在现场应用故障查找和快速排除, 如:气源故障、压力低、压力高、无气源、气源含水等。阀座故障、调节阀模头故障。定值器故障和智能阀门定位器故障控制室DCS故障排除。

关键词：调节阀,阀门定位器,故障查找,快速排除故障

参考文献

[1]山武智能阀门定位器使用说明书[1]山武智能阀门定位器使用说明书

[2]上海山武控制仪表有限公司[2]上海山武控制仪表有限公司

故障定位器 篇2

一、概述

随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以及煤矿企业管理部门对自身现代化管理的需求，实现煤矿企业井下人员定位检测和管理的一体化，提高煤矿企业的安全生产管理和自动化水平，煤矿井下人员定位管理系统的在线监测已是必然趋势。

在日常维护管理过程中，要对人员定位系统发生的故障，进行归纳分类，并对产生故障的原因及可能产生的故障进行分析。

二、人员定位常见的故障

1、识别卡不发送信号；

2、分站电源箱没有显示人员信息；

3、分站与地面监控主机不能正确通讯；

4、直流电源输出偏低；

5、备用电源不能正常投入；

6、出现通讯中断；

7、分站显示屏无法显示数据；

三、人员定位常见故障处理措施

1、识别卡不发送信号，应检查：

（1）是否电池电量不足，或则是簧片没有接触好；

（2）因识别卡进水造成电路板损坏或外力碰撞造成识别卡损坏。

2、分站显示面板没有显示人员信息，可能是以下几种原因：

（1）显示屏与分站之间线路出现问题。

（2）可能是芯片没有接触好，要重新插好。此时，应检查主板与无线收发板通信、电源是否正常等因素；如有，则考虑是后面电路问题。

3、分站与地面监控主机不能正确通讯，首先应检查分站与交换机之间通讯是否正常，电源是否正常，如没有异常，则考虑分站通讯板是否损坏。

4、直流电源输出偏低，应检查对应不同电源等级的变压器抽头是否正确。

5、当交流电源停电后，备用电源不能正常投入，应考虑电池是否失效。否则可能是电源充电板故障。

6、人员定位发射天线的维护：发射天线安装好后，需要维护人员定期检查天线有无损坏，若出现损坏或天线不成为规则形状需要重新布置。同时，不要把接收天线的感应头放在金属上。接收天线指向发射天线。

7、若出现通讯中断，可能是以下几种原因：

（1）通讯接口接触不良。

（2）通讯线路接触不良。

四、人员定位系统故障预防措施

在现场的管理中应加强维护，仔细检查，减少故障现象的发生。

1、使用前，要仔细检查各种接线是否准确，插头是否松动，特别是交流引入线，引入电压等级与接线端子电压等级是否相同，否则将把变压器烧毁。

2、必须按要求来连接电路和配接设备，分站各种未用的接口和插口不得随意占用。

3、每次使用前必须检查分站，板上所有IC芯片和继电器的安装方向要正确，接线插头无误。

4、检查分站连接插头座连接电缆是否正确及检查分站站号是否正确。对主板上的各个电位器不得随意拧动。

5、人员携带卡在不使用时必须远离具有磁场的环境。

6、分站、无线收发器应设置在便于读卡、观察、调试、检验、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的地点。分站应实行上架和牌版管理。分站应定期对其控制输出进行检查，使其控制功能始终保持正常工作状态。

7、由于电源箱中的备用电池是易耗件，有一定的使用寿命。如发现电池失效，应及时更换新电池组。

故障定位器 篇3

【关键词】计算机；故障；快速定位

计算机的应用随着社会及经济的快速发展已经遍布工作、学习和生活中，随着应用的普及，随之而来的就是使用过程中遇到的问题和故障，计算机故障有很多，用户应该对常见的故障和问题简单了解，提高计算机使用的效率。而且也要将计算机故障定位和排除作为一项常识来掌握。

一、微型计算机故障诊断原则

微型计算机硬件较为繁杂，如果想要对故障快速定位，就一定要遵循一定原则。笔者根据经验总结了几点原则：由简单到复杂：微型计算机故障有很多种类，有的故障比较简单，所以可以优先处理，而对于难度较大的故障，可以放在最后处理。

但是有的故障看似简单实际却很复杂，可能是因为简单故障积累而成，先处理简单的故障能够提高故障诊断效率。分析后再维修：在处理微型计算机故障时，一定要先分析再动手。想好从哪里动手，如何修理。在分析前可以翻阅有关材料，对故障排除的技术和特点有所掌握，根据自己的实际经验结合资料准确分析后，再对其采取维修措施。先软件再硬件：一般都是先确定是否是软件故障，如无软件故障再查硬件故障。首先先检测软件是否正常运行，如果软件不存在故障再对硬件进行检查。计算机故障多数是软件故障，软件主要检测系统设备等问题。硬件故障检测主要是兼容、损坏、冲突等问题。

二、微型计算机故障点的快速定位

1.提示定位

微型计算机出现故障时，大多数情况下显示器会有提示信息，可以根据信息对故障进行定位。如Keyboar Erro表示键盘错误，可以检查键盘是否损坏或接触不良；CMOS CheckSun Fail-ure，表示CMOS校验失败，通常是因为CMOS的电路或信息出现问题；KB/Interface Erro表示键盘借口有问题，主要原因可能是键盘借口的主板电路有故障；FDD Controller Failure表示软件驱动器有问题，可能的原因有软件驱动器连接故障，接口设置出错或软件驱动器控制电路故障等；Address line Shoa表示地址线发生短路，可能圆心是主板地址译码电路故障；Diskette boot Failure表示磁盘引导失败，一般是因为系统文件受到损坏；Cache Memory bad表示高速缓存故障，可能是因为高速缓存芯片损坏或接触不良；HDD Controler Fail-ure表示硬盘控制器故障，可能原因是硬盘控制电路故障、硬盘连接故障或者IDE接口设置故障。提示信息还有很多种，可以查阅相关专业书籍或资料了解。

2.时间定位

一般根据微型计算机故障时间可以确定部分故障：微型计算机启动时故障，或已经正常启动，但由于运行某个程序而发生故障，基本是系统或软件问题，通常采用杀毒软件扫描，同时对系统驱动程序进行更新，还可以将软件卸载或重装系统来解决；主机开机正常但显示器无图像，也没有任何声音，通常来说是硬件故障。

3.报警音定位

BIOS自检过程如果发现硬件故障，检测过程会发出声音，通过声音可以判断故障部位：报警声音为一声短音，可能是内存ECC检验出错、内存刷新失败、键盘控制器出错、系统时钟出错、CPU出错或ROM BIOS检验出错等；如果是一声短音，三声长音，表示内存已经损坏；一声短音，八声长音，表示显示测试出错。

三、微型计算机常见故障的排除

1.操作系统故障排除。微型计算机开机时，硬件会自检，自检完成会加载操作系统，如果此时发生如下情况：显示器黑屏，左上角白色光标不断闪烁，而且操作系统不能正常运行，在重新启动之后还是如此。在硬件自检后，操作系统载人之前发生，基本是引导阶段主引导记录出错。

解决方式基本为修复主引导记录，一般使用DOS命令fdisk，也可以在系统故障恢复控制台对主引导记录进行恢复。使用fdisk这种DOS命令修复时，需要利用启动盘引导系统，在DOS截面输入命令fdisk/mbr，就能完成对主引导记录的恢复；如果采用恢复控制台的方法，就要利用系统启动盘引导系统，在故障恢复控制台输入Fixmbr命令，即可完成对主引导记录的修复。

2.内存故障排除。微型计算机在按下电源后，主板没反应，屏幕无内容，内存报警声一直响。造成这种故障的原因是：依据内存报警情况，可以基本判断是内存接触不良。一般情况下，内存接触不良有如下三种情况，内存条厚度薄，在插入槽中时没有和槽壁贴合；内存条质量差，金手指表明镀金不足，过了一段时间氧化层加厚，造成内存条接触不好；内存槽质量差，槽内的簧片和金手指接触不牢靠。可以按照如下步骤解决：先打开机箱后盖，取出内存条，认真查看金手指表明是否形成了氧化层；然后用橡皮擦仔细擦拭内存条的金手指，擦干净后放回卡槽内重新启动测试。值得注意的是，在取出或插入内存条时，切记关闭主机电源，以防烧坏内存条。

3.CPU故障排除有些电脑在开机时会有较大噪声，启动后又消失，这种情况一般是由以下三个原因引起的：风扇沉积太多的灰尘；风扇润滑不够；主机外壳质量不合格。针对灰尘多的情况只要及时清除灰尘，确保风扇运转稳定，防止风扇运转失衡而带来噪声。对于第二种原因，加入适量润滑剂可以解决。主机外壳质量不合格，在启动时会发生共振，进而造成开机噪声大，此时最好更换外壳。在微型计算机运行期间，有的会有温度高、反应速度慢的睛况，这是因为CPU散热较差，可以更换大功率的风扇解决。设置的CPU频率过高，微型计算机就会发生黑屏。可以将CMOS电池放电，刷新重新设置就可以解决。

4.显卡故障排除。计算机在移动后会出现不能开机，但是电源指示灯、硬盘指示灯、显示器指示灯都亮，风扇正常运转。这种情况一般是由于配件接触不好造成的。可以按照以下步骤解决：将内存条、显卡取出清理干净后重新插入，开机测试。如果仍然没有排除故障，查看显卡和显示器之间的线是否连接正常，插头是否牢靠，用手感觉CPU的温度，如果温热说明CPU没有问题。接下来检查主板插槽和线路，我们发现主机后盖的挡板有稍微变形，于是把显卡重新插人再次查看，显卡在插好后，金手指有一部分是露在卡槽外的。正确处理显卡和卡槽，将内存卡固定牢靠。连好线路，开机测试。正常运转说明故障排除。

微型计算机已经走进千家万户，在越来越多的人使用微型计算机的同时，其故障也就不断增加。而计算机的维护工作比较复杂，在日常生活和工作学习中也可能遇到一些小故障。为了提高工作和学习效率，提高计算机的使用效率，计算机用户最好能够掌握一些基本的故障排除和解决方法。

参考文献

[1]李胜利.计算机硬件日常维护[J].锡林郭勒职业学院学报，2009（02）.

[2]马涛.每月一机[J].网络科技时代（数字冲浪），2002（02）.

故障定位器 篇4

出现该报警, 虽仍能控制阀门继续动作, 但该阀门位置较重要, 若不及时处理, 会对生产不利。检查气动阀气源连接部分, 未发现泄漏, 检查仪表气源管网的压力较稳定, 判断报警应不是外部原因引起。拆下智能定位器检查, 发现滑阀内存有大量粉末状杂质, 严重影响滑阀动作。清洁滑阀后, 定位器运行正常。对粉末状杂质进行分析, 认为所用空气过滤器的滤芯精度低 (40μm) , 造成部分微小杂质进入滑阀。更换精度为10μm的滤芯后, 未再发生类似故障。过滤器滤芯滤网精度换算见表1。

例2定位器与过滤器之间连接管脱落。

检查发现, 大部分脱落连接管的定位器所处管道振动均较大, 将不锈钢材料的连接管改为PU (POLYURETHANE TUB-ING) 软管后, 问题解决。更换PU软管时要注意: (1) PU软管长度要根据现场实际情况而定, 不要过长 (不利于固定和美观) 和过短 (不利于维护) 。 (2) 改为PU软管的过滤器, 安装位置以排水口方向竖直向下为宜。过大倾斜会导致气源过滤质量下降。

例3部分气动调节阀的智能定位器安装调试时, 一切正常。但正常生产时, 有些定位器定位效果差, 始终在小幅度摆动, 造成生产工艺不稳定。

电力通信中通信光缆故障定位 篇5

但是随着电力通信光缆使用时间的增加，通信光缆难免会发生一些故障。

在日常的维护过程中很难预测通信光缆的故障点，当于通信光缆发生故障时，对故障点准确定位也是判断的难点。

本文主要介绍了基于GIS的故障定位算法，该算法可对通信光缆故障点进行准确定位。

故障定位器 篇6

关键词：10 kV电力电缆；常见故障；故障点；快速定位

中图分类号：TM206 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0098-02

1 一般电缆故障的主要原因

1.1 外力的损伤

电缆故障多数情况是发生在电缆安装敷设时受到的机械损伤，或靠近运行中的电缆路径内作业时而直接受到的机械损伤。

1.2 绝缘受潮、老化

常见发生在直埋或排管里的电缆中间接驳头处。在潮湿的气候条件下做电缆中间接驳头或电缆中间接驳头长期浸在水中，会使接驳头进水或渗入水汽，时间久在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障及爬电现象。同时，电缆在过热环境中容易引起电缆绝缘的老化和变质，引起电缆过热的因素分为内、外两种，内因为电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，从而使绝缘老化变质。外因为电缆长时间过负荷运行，过高的温度会速使绝缘的老化，至使绝缘薄弱被击穿。

1.3 化学腐蚀

电缆直埋于有酸碱的地区内，往往会造成电缆的铠装、半导体或外护层被腐蚀，保护层在长期受到化学腐蚀或电解腐蚀，导致电缆绝缘降低、开裂，引发电缆故障。

1.4 施工工艺不规范

电缆中间接驳头、电缆终端头施工工艺不良（如线耳压接不紧、没有打磨压接头、刀痕过深），材料配套选用不符，都会造成电场分布不均匀，形成电缆故障。

想要快速对出现故障的电缆进行维修，就必须快速判断出故障的点的位置。通常先对线路电源断开，然后进行逐级试送来初步收窄故障范围，然后再在估定范围内确定故障点的准确位置。

2 电缆故障点初估定位

对电缆故障点的初估定位一般采用脉冲反射法。对电缆首端施加脉冲波，当脉冲波传播至故障点时会产生反射波。假设故障点与电缆首端的距离为Lx，脉冲波在电缆中的传播速度为v，则在时间tx=2 Lx/v时，电缆首端将接收到反射波。因此，可由波速v及接收到反射波的时间tx，得到故障点离电缆首端的距离Lx=vtx/2。

反射波的信号强弱对确定tx是非常重要的。假设电缆的波阻抗为z，故障点的等值电阻为Ra，则在故障点的脉冲反射系数为r=（Ra-z）/（Ra+z）。对并联型故障，设故障点电阻为Rf，则故障点的等值电阻Ra=Rfz/（Rf+z），脉冲反射系数r=-z/（2Rf+z），为使反射波的幅值足够大，反射系数r的绝对值不应小于0.05。由上式可知，Rf的值应较小，不应大于10 z。

3 电缆故障点确切定位

当初步估计电缆的故障范围后，即可在这范围内寻找电缆的确切故障点来进行修复。对故障比例较高的并联型故障，可根据电缆故障点电阻数值的大小，分别采用声波法或音频法。

3.1 声波法

对于高阻性故障的电缆，可以采用声波法来寻找故障点。由高压脉冲发生器对故障电缆放电，故障点产生电弧，并产生放电声音，在电缆直埋情况下，产生地震波，定点仪的声测探头（声音传感器）拣拾地震波信号并放大后通过耳机或表头输出。地震波从电缆故障点传到地面后，在2 m的半径以外很快衰减为很小，使用定点仪监听地震波时，一般是4 m距离监听一次。当监听到地震波时，说明故障点已经在2 m以内，当找到声音信号最大点即可以精确找到故障点的位置。

3.2 音频法

对于低阻性故障的电缆，无法对其施加高电压脉冲，就不能再使用上述的声波法。可对电缆施加音频电压，原理接线图，如图1所示。音频电流经电缆首端流入电缆芯线，在故障点处流至外屏蔽层，并回至电源。在地面使用磁场探测线圈检测音频信号，在A区域可以接收到信号，但当检测人员进入B区域后，信号就立刻消失。当信号在有、无之间的交汇处，即为电缆故障點的位置。

4 电缆护层故障点的定位

4.1 预估定位

对电缆护层故障点进行预估定位的原理接线图，如图2所示。图中的线芯可以是被测电缆的另一线芯，也可以是其他电缆的一根线芯。

设护层的损坏位置在B点，该处对地电阻下降。分别对护层AB、BC段通过直流电流，根据AB、BC段的电压降，确定故障位置。在测试时先将开关S投向位置1，直流电流源5在电缆护层AB段产生的压降U1可由毫伏表读出。再将开关S投向位置2，并由毫伏表读出电缆护层BC段的压降U2。显然，故障点A点的距离为，式中L为电缆长度。

4.2 确切定位

在初步估计了电缆护层的故障范围后，即可在此范围内寻找确切故障点。对电缆护层故障点进行确切定位的原理接线图，如图3所示。

直流电流经电缆护层的破损处流向大地，在预估的护层故障点范围内用仪表在地面测量电压。由C点开始逐渐加电压，到B点电压最大，过B点后电压逐渐下降，到A点时其值为零，过A点后电压又开始增加，但极性改变。电压极性变换处即为护层故障点所在位置。

5 结 语

综上所述，现代人的生活已经离不能电能，而保障10 kV电力电缆的安全运行无论是对电力企业、商企抑或居民用电都是不容忽视的重点。电力电缆故障查找对测试人员的专业技术要求较高，科技资讯也日新月异，文中主要介绍电力电缆故障定位的查找方法，并针对其故障定位方法及检测进行分析论述，可供相关人员参考。为电缆安全、可靠运行、快速复电提供保障。

参考文献：

[1] DL/T 596-1996，电力设备预防性试验规程[S].

[2] 朱德恒，谈克雄.电绝缘诊断技术[M].北京：中国电力出版社，1999.

故障定位器 篇7

输电线路担负着传送电能的重要任务,其故障直接威胁到电力系统的安全运行[1]。输电线路故障的准确定位对于快速查找故障点,减轻故障巡线负担有重大意义。快速确定故障位置,可减少停电检修时间,及时发现绝缘隐患,提高供电可靠性,保障系统安全运行[2,3]。目前,国内外已广泛开展了故障定位新方法的研究。按采用的电气量划分,有行波定位[4,5]和工频量定位[6,7]等方法;按同步测量的配置划分,有单端定位[8,9]、双端定位[10,11]、多端定位[12,13]和广域定位[14,15,16,17]等方法。其中,广域故障定位方法由于采用全局信息,可在全网范围内寻找故障点[14,15,16,17],因此具有更广阔的应用前景。

本文提出一种基于故障模型的广域故障定位新方法。该方法在系统正常运行情况下,形成网络关联系数矩阵。故障发生后,根据网络关联系数矩阵,用变步长搜索技术定位故障线路和确定故障位置。该方法仅需要配置有限的PMU,无需修改关联系数矩阵,不受故障类型和过渡电阻的影响,计算量小,可靠性高,且能同时完成故障线路和故障位置的确定。算例结果验证了该方法的有效性和可行性。

1 故障模型

不计系统中的电力电子等非线性器件,故障状态网络可以看作线性网络[18],由无故障状态网络和故障附加网络组成。故障附加网络中,传输线路采用π型等值电路,用集中参数表示。假设线路b0故障,故障点与节点K1的距离占支路全长的比例为α,故障线路如图1所示。

式(2)是故障支路的等效节点电压方程。节点导纳矩阵与故障前相同,节点注入电流等于支路电流故障分量与故障附加电源的叠加。由式(2)可得图2所示故障模型,将故障点注入电流转化为节点注入电流,不改变故障前后支路的结构和参数,因此不影响整个网络的节点导纳矩阵。

2 故障定位原理

根据故障模型,故障前后电力网络的节点导纳矩阵不变,故障附加网络的节点电压方程为:

其中:Y为网络节点导纳矩阵;为故障模型等值的节点注入电流向量;为节点电压向量。

支路始端电流向量为[18,19]:

其中:YB是系统支路导纳矩阵;A为节点-支路关联矩阵;YB1是系统支路始端对地支路导纳矩阵;A1为节点-对地支路关联矩阵;T表示矩阵转置。

式(4)电流向量中,对应故障支路的电流是图2中的根据故障模型,故障支路两端实际电流为:

故障附加网络支路始端电流向量实际值为:

其中:是对应有向支路K1-K2(从K1指向K2)的位置为1,其余元素为0的列向量;是对应有向支路K2-K1(从K2指向K1)的位置为1,其余元素为0的列向量。

定义网络关联矩阵为C=(YBAT+YB1A1T)Y-1,它是支路始端电流相量和节点注入电流相量的比例系数矩阵,仅与网络的拓扑结构和系统参数有关。由于本文采用故障模型,故障发生前后系统拓扑结构和参数不改变,因此网络关联矩阵保持不变,并可在故障前算出。式(7)可化简为:

根据故障模型,只有故障支路两端节点K1和K2有注入电流:

用表示矩阵C的第K1列和K2列,由式(8)和式(9)得:

对变量d∈[0,1],令向量函数为

其中,·/表示两个向量对应元素相除。

对故障支路b=b0,且中所有元素都等于If;否则,各元素差别较大。定义中各元素的一阶中心矩为定位函数:

其中:m为向量中元素的个数;p[i]为向量p的第i个元素;b为被判断的支路。

定位函数g(b,d)是计算支路b和计算距离d的二元函数。当计算支路为故障支路且计算距离为实际距离,即b=b0且d=α时,定位函数g=0,考虑到计算误差,g≈0。当计算支路为无故障支路,即b≠b0时,g较大。当计算支路为故障支路,但计算距离不等于实际距离,即b=b0,但d≠α时,g也较大。由此可以定位故障线路和故障位置。

检测到短路故障发生[19]后,令d在区间[0,1]内,对每条支路搜索,取定位函数最小的点为故障点,该点所在支路为故障支路。对一个有B条支路的系统,故障定位流程如图3所示。

由于故障模型的等效,不改变系统的结构和参数,搜索过程中无需修改网络关联系数矩阵,减少了每一步搜索中修改节点导纳矩阵和矩阵求逆过程,大大减少了计算量。同时结合变步长搜索技术,在定位函数值大的点用大步长,函数值小的点采用小步长,可进一步缩短故障位置搜索时间,同时保证确定故障位置的精度。

3 PMU的配置

当相同位置元素为0时,由节点K1,K2的注入电流引起的对应支路电流恒为0,故障模型将失效。在式(12),向量可能为任意值,无法衡量定位函数的大小。由此可知,需要在节点注入引起电流响应恒不为0的支路上配置PMU,即网络关联系数矩阵中不含0元素的行对应的支路。

从物理上看,这些支路是故障附加网络中通过小阻抗接地的支路,包括与发电机和负荷相连的支路。因此只需在所有的发电机端和负荷端母线上配置PMU,可保证故障定位的完成。

4 仿真验证

本文采用IEEE-9节点系统,基于PSCAD软件对提出的故障定位算法进行仿真验证。系统结构如图4所示。

系统电压等级为220 k V,线路长度为100 km。线路正序和负序参数[20]为:R1=0.0357(Ω/km),X1=0.5077(Ω/km),G1=0,B1=(3.271e-6)(S/km);零序参数为:R0=0.03631(Ω/km),X0=0.1326(Ω/km),G0=0,B0=(2.322e-6)(S/km),采用集中参数模型。发电机1:Z1=0.155+j5.95(Ω),Z0=1.786+j7.58(Ω);发电机2:Z1=0.238+j6.19(Ω),Z0=0.8330+j5.12(Ω);发电机3:Z1=0.420+j5.95(Ω),Z0=1.785+j7.54(Ω);负载5、6、8:(30+j20)(MVA)。

在线路(8)上40 km处设置单相金属性接地故障,定位函数在各支路上的计算结果如图5所示。由图5可知,定位函数g仅在支路(8)上存在零值点,在其他支路上(b≠(8))所有点的值都很大。由此确定(8)为故障支路,定位函数零值点为故障点。对所有支路上发生的故障,都有类似的结果。可见,该算法能有效定位故障支路和故障位置。

在支路(8)上不同位置设置不同类型的故障,并以定位误差验证算法确定故障位置的精度,得到定位结果如表1所示。由表1结果可以看出,本文方法能高精度确定故障位置。

实际系统中,高压长线路为分布参数。对于分布参数线路,为验证算法对分布参数线路的适应性,将图4系统的参数变为:电压等级500 k V,线路长度为300 km,采用分布参数模型。线路正序和负序参数为:R1=0.02083(Ω/km),X1=0.2811(Ω/km),G1=0,B1=(4.0527e-6)(S/km);零序参数为R0=0.1148(Ω/km),X0=0.7190(Ω/km),G0=0,B0=(1.6431e-6)(S/km)。支路(8)上40%处设置单相金属性接地故障,定位函数值如图6所示。

由图6可知,分布参数的系统模型下的定位函数值与集中参数的函数值接近,且无故障支路上函数值很大,故障点函数值接近于0。所有支路上发生故障,都有类似的结果。在支路(8)上不同点设置不同类型故障,故障位置确定结果如表2所示。由图6和表2可知,对于分布参数特性的高压长线路,本算法仍可以定位故障线路及故障位置,但定位误差有所增大。

5 结论

故障定位器 篇8

一、智能配网故障定位的流程和步骤

对于智能化配电网来说, 当其处于故障状态时, 要按照一定的流程和步骤进行故障定位, 具体流程为:

1. 分析故障类别。

凭借观察、分析负序电流、零序电流来对应得出结论, 该故障属于相间短路故障, 还是相接地故障。

2. 判断故障相。

通常应该通过计算三相电流的小波能量之和来对应明确故障相, 这是因为不同的故障相能量和的数值不同。例如:单相接地故障下, 小波能量和为最大, 相间接地故障则相反。

3. 故障定位。

明确故障类别、以及相以后, 则要进行故障定位, 通常情况下应该逐个级别、逐个层次地开关节点, 对应分析有无故障。

4. 故障的准确定位。对发生故障的大致范围大致估算后, 再进行精准化定位。

二、智能配网故障定位的技术和方法

1. 神经网络法

这是一种全新的配网故障定位方法, 其技术原理为分布式并行对应进行信息处理, 对各相的电气量加以采集, 并深入分析, 对应来确定故障大概的范围, 再逐步精确定位。

首先应该创建一个数据模型, 立足于现实参数, 来进行模拟计算, 对应得出测试与训练的样本, 利用神经网络来记录信息, 同时, 深入学习这一神经网络, 再对应展开具体的测试与监测工作, 当发现电网运转模式出现变化时, 则要再次检测, 相反, 则可以启动配网馈线终端设备对应定位故障。

2. 行波法

现阶段, 智能配网系统最常见的故障定位方法为行波法, 通常能够根据故障的具体列别以及网络架构之间的区分度等来进行故障定位, 行波法又包括A/B/C/D/E/F几大方法, 每一类方法有着自身的工作原理。

例如:A方法主要是依托于波的反射, 通过测量从注入行波到反射波返回这一区段的时间长短来对应定位故障。

B和D则是双端检测法, 简单说就是当故障出现后, 向两端发射行波波头, 凭借行波抵达的时间来对应锁定故障的区位。

C方法则是把某一脉冲信号添加到故障回路内, 再对应记下脉冲反射过程中的时长, 凭借反复的记录最后更加准确地定位故障。

E和F方法则是根据重合闸分闸与合闸的原理进行故障测量, 相比之下精准度较高, 然而其中的投资则较多。要想有效确保故障精准定位, 可以尝试行波法来定位故障区段, 采用交流定位法来精准定位, 具体的过程如下:

行波信号注入线路→注入信号的采集→行波特征分析→明确故障区域→确定故障点位置→区域内信号检测→线路首端交流信号注入。

3. 和声算法故障定位

一般来说, 配网故障主要采用二进制编码, 其中0代表无故障, 1则代表有故障, -1则代表负方向过电流。

此方法的运行原理为:根据分区域处理法来对配网进行划分, 其中包括:无源树枝、有源树枝两大类, 上传故障电流的相关信号, 排除无源树枝, 并明确维数, 这样各个变量值都能以0或1的形式表示出来, 对应呈现出线路的工作状态, 再对数据库进行更新, 判断目标函数。

由于配网通常开环运转, 各个联络开关均能充当独立闭合环, 和各个开关开合状态之间交换, 这其中网络依然处于辐射状态。单联络环配网的基础上, 可以优化配网达到控制解码维度的目的。各个单联络环都要编码处理, 闭合各个开关, 让出度和入度之合小于2的节点连接支路, 合成一个支路组, 能够达到相同的解环效果, 如图1所示。

三、配电网故障快速恢复法

1. 单联络环网连通恢复

配网故障时, 分段开关将自动将故障分隔开来, 据此应该闭合一切单联络环所对应的联络开关, 以此来重新让网络连通起来。因为各个分段开关设置了多个环, 相邻环间也有着公共开关, 对此, 则可以根据单联络环矩阵来做出故障判断。第一步明确联络开关的数目, 用n表示, 故障分段开关则分别用S1, S2, S3……表示, 零矩阵则定义成:Bnxc, 找到Si单联络环关联矩阵中所对的xi, 同时, 把相关信号数据等拷贝至矩阵B的第i行, 对应的矩阵则用以下关系式:B (i, :) =A (xi, :) 来代表, 再对应分析B内相同行, 试着去掉其中一行, 同时, 分析B矩阵内有无非零元素, 当发现非零元素后, 则应该让其充当联络开关号码, 保存至P, 同时让一切非零元素变成0, 并发现和最小元素相对的联络开关, 同时明确转供裕度最大的开关支路。

2. 切负荷故障恢复法

网络重构可能无法彻底消灭线路过电压, 同时, 当电压超出某一限度, 则需要在网络重构系统内发现最优解, 依靠其进行负荷切除, 以此来更为高效、及时地恢复配网, 并实现的安全运转。

其中的原理为:在重构中获得网络拓扑, 逐层分解电源线路, 其中和电源最近的设置为第一层支路, 再顺着辐射网系统来锁定线路末尾, 对应得出剩余层, 可以自最大层入手, 来逐层分析检查各层内支路有无过载现象, 对应明确过载功率, 自过载支路入手, 进行搜寻, 从而明确负荷切除位置, 一般来说要保证所切除的负荷量, 大于过载功率。

3. 配网重构恢复

根据和声算法, 可以重新构架配网结构, 具体的步骤为:

(1) 联络开关的设置。为发出动作的联络开关安装于能够操动的联络开关范围内, 分别用L1, L2, L3, L4……来标号, 同时, 对应明确维数2n。

(2) 初始化HS算法参数。这其中既包括解维数又包括和声记忆库, 用HM来代表, 同时也包括微调概率, 迭代次数等。其中来自于HM的HMS初始解并非有规律, 而是任意产生, 能够回归至HM, 对应计算得出各个目标函数, 同时, 生成新解。可以从中任选机数r1, 当发现r1的值较小, 小于HMCR时, 就能够于HM内部任选一变量, 或者从HM内抽选以随机值。

无论是哪一个变量, 都应该根据以上的规律、规则成熟来对应生成一个新解, 并计算目标函数, 不断更新HM, 并判断出fitness, 检查分析该数是否是最优解, 当发现是优解时, 则应换成HM内的差解, 而且还要判断分析出能否达到特定条件, 达到特定条件终端循环。

结语

配网智能化建设能够提高配网运行水平, 减少故障对配网的威胁, 提高配网供电恢复率, 有效控制配网的运行风险。智能化条件下要积极研究故障快速定位的方法, 采用先进的故障定位方法, 及时精准地找到故障, 同时, 采取措施来恢复配网的正常运转, 从而提高配网的运行水平, 为配网创造一个安全、稳定的运行环境。

摘要：随着现代化智能技术的发展, 配电网系统正在朝着先进化、智能化方向发展。智能配电网最显著的特征在于能够实现故障的自动化定位、自动化隔离, 同时能够及时恢复故障, 从而减少大范围断电问题。本文探讨了智能电网故障快速定位技术以及故障恢复策略。

关键词：智能配电网,故障定位,恢复

参考文献

[1]刘健, 张小庆, 陈星莺, 等.集中智能与分布智能协调配合的配电网故障处理模式[J].电网技术, 2013, 37 (9) :2608-2614.

[2]李泽文, 周卿松, 曾祥君, 等.基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法[J].中国电力, 2015, 48 (9) :67-72.

[3]刘东庭.智能电网故障定位及在线检测技术在10k V城市配电网的应用研究[J].大科技, 2014 (35) :116.

故障定位器 篇9

关键词：智能配电网,故障定位,故障恢复

一直以来, 电力企业发展重心都是输电网, 但是与发达国家比依然存在一些不足, 随着人们对供电可靠性需求越来越大, 很多供电企业2010年、2008年以及2007年配电网建设投资额超出了输电网。基于上述背景, 发展配电网自愈控制技术与故障恢复技术成为降低故障发生率, 减少出现供电中断的重要手段。智能配电网故障定位与恢复是重要的功能之一, 也是故障自愈基础, 分布式电源接入对配电网影响较大, 研究更高智能配电网故障定位与故障恢复显得尤为重要。

一、和声法在DG配电网故障定位

(一) 故障定位模型

从FTU得到信息是不同开关故障电流越流信号, 可以对故障进行定位, 建立线路故障状态, 实现故障电流信息间的转换, 就是开关函数。目标函数在对故障定位上有重要作用, 具有容错能力定位更加精准。

(二) 开关函数

第一部分为主变电源提供故障电流, 就是指主变电源到故障点通路所包含的所有开关电流, 电流方向为正;第二部分为各DG提供的故障电流, DG到故障点通路包含的所有开关电流, 方向由系数W决定, 与故障电流方向一致[1]。

I表示主变电源到不同故障点通路的所有开关数;k表示分布式电源数量;Nm表示第m个DG到故障点开关数;Nm (n) 集合表示Nm中n个元素相应开关;开关电流方向表示为w, 逆流时W=-2;正流时W=1。

(三) 和声算法在故障定位中的应用

故障状态使用0与1二进制编码法, 1表示有故障, 0表示没有故障, -1表示负方向流过电流, 0表示无过电流, 1为正方向电流。

基于上述故障定位与分区域处理方法, 算法声搜索算法流程如下:

按照分区域处理法将配电网分为无源树枝与有源树枝两种;根据FTU将故障电流信息上传, 剔除无源树枝, 将维数确定下来, 每一个变量值都可以表示为0或者1, 能够表示线路运行状态;更新和声记忆库;对目标函数进行判断, 判断迭代次数是否是最大值。将迭代停止, 最优解输出[2]。

二、基于和声法配电网重构减少不可行解编码方法

配电网处于开环运行状态, 任何一个联络开关都能构成一个闭合环, 并且断开环中任意一个分段开关都连通拓扑结构并将辐射状恢复。对此, 每一个联络开关都可以作为一个单独闭合环与任意一个开关开合状态进行交换, 此时, 网络仍然是辐射状。辐射状配电网中, 任意一个联络开关分段分组环都是单联络环。由此, 单联络环与联络开关数一致。

基于单联络环配电网络。为了将变量减少使解的维度降低, 需要对配电网进行优化处理, 没有任一一个单联络环不进行编码;将配电网中所有开关闭合, 将出度与入度之合比2小的节点连接支路并为一个支路组, 解环效果基本一致[3]。具体见下图一所示。

混合编码形式。使用二进制与十进制混合编码方法, 将第一个变量作为联络开关, 使用二进制方法编码, 将0处断开, 1处闭合;将第二个变量设置为分段的开关, 使用十进制编码法, 如果一位是1, 就表示开关闭合, 将Si表示为分段开关编号;如果前位是0, 则不闭合联络开关, 此时, Si为0, 需要闭合支路数目与断开支路数相等[4]。编码长度为配电网双倍联络开关数, 编码形式为:

三、配电网故障阶段式恢复法

传统的配电网故障恢复方法存在很多不足, 恢复时间短、电负荷过多, 需要拓扑保持辐射状并确保配电网安全可靠运行, 在配电网故障重构上选择多目标约束组合与优化, 解为一组开关动作序列。当前, 故障恢复求解方法有启发式、搜索方法以及智能优化法。

(一) 基于单联络环网络连通恢复

依据隔离故障断开的分段开关, 可以将单联络环对应的联络开关全部闭合, 就能够将网络连通性恢复。鉴于每一个分段开关具有多个环, 并且环与环间存在一个公共开关, 由此, 需要按照单联络环矩阵判断。先将联络开关数量确定下来, 表示为n, 故障断开分段开关表示为 (S1, S2, ...., Sc) , 将零矩阵定义为Bn×c。将S单联络环关联矩阵对应的xi找出, 再将这些信息复制到矩阵B内的第i行, 矩阵表示为B (i, :) =A (xi, :) 。然后对矩阵B中相同行进行判断, 如果存在, 可以删除一行, 再保留一行。对B矩阵中是否具有非零元素进行判断, 如果存在, 将此列作为联络开关编号存入到P, 将所有非零元素规零。将矩阵B中非零元素最小元素对应的联络开关找出, 对转供裕度最大开关支路确定下来, 在方案集P中输入编号, 将该列中的非零元素归零。对矩阵B中是否存在非零元素进行判断, 如果有, 则转到第二步骤, 如果没有, 则转到下一个步骤。运行结束以后, 将方案p输出[5]。

(二) 基于和声算法配电网重构步骤

首先, 第一阶段没有动作的联络开关放置到可操作的联络开关集中, 表示为LL1, L2...Ln) 将维数2n确定下来。然后对HS算法参数初始化。HS算法参数中包含了和声记忆库与解维数、和声记忆库概率、微调概率以及最大迭代次数、终止条件等。初始化和声记忆库 (HM) 。产生的HMS初始解是随机的, 可以放置到HM中, 将每一个目标函数f (X) 计算出来。将新的解生成。随机选择一个机数r1, 如果r1<HMCR, 则可以在HM中随机选择一个变量, 也可以在HM中选择一个随机值。如果选择HM定值, 可以再选择一个随机数r2, 如果此时PAR>r2, 可以扰动此值, 将扰动量设定为bw。对于每一个变量来说, 都需要按照上述规则形成一个新的解;对新解目标函数fitness进行计算。对HM更新, 对fitness判断, 查看其是否是目标函数值最差解, 如果是优解, 可以将其替换HM中的差解。对是否满足条件进行判断, 如果满足条件, 将循环终止, 否则需再次对上述步骤进行重复[6]。

(三) 切负荷实现方法

如果网络重构不能将线路过载电压消除, 或者电压越限时, 需要在网络重构中找到最优解, 利用最优解切负荷, 能够将配电网安全运行及时恢复。步骤方法为:对网络重构得到网络拓扑, 将电源开始的支路分层, 将接近电源的分为第一层支路, 沿着辐射网络搜索线路的末端, 依次得出剩余层。从层数最大的开始遍历, 对某一层中支路过载情况进行搜索, 将过载功率确定下来。从过载支路开始搜索, 呈外辐射状, 从三级负荷切除, 确保切除的负荷量高于过载功率, 确保每组切负荷是最小的;如果三级负荷都满足要求, 表示过载支路完成处理。

结束语:

本文主要对智能配电网故障定位方法进行了分析, 并提出了几种故障恢复方法, 得出的结论为本文所论述的方法基本能实现配电网系统不同位置单故障与复杂故障的恢复, 故障位置、数目以及阶段数不一致, 但都能找到最优解, 具有较强的实用性, 耗时段, 很多故障都能在第一阶段得到恢复, 且动作开关数量少, 能够将搜索效果提高。

参考文献

[1]潘沛峰, 吴召华, 项海波等.马氏距离算法在智能配电网故障定位中的应用[J].中国电业 (技术版) , 2012 (10) :46-49.

[2]唐成虹, 杨志宏, 宋斌等.有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法[J].电力系统自动化, 2015, 39 (9) :101-106.

[3]刘健, 张小庆, 陈星莺等.集中智能与分布智能协调配合的配电网故障处理模式[J].电网技术, 2013 (9) :2608-2614.

[4]李泽文, 周卿松, 曾祥君等.基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法[J].中国电力, 2015, 48 (9) :67-72.

[5]刘东庭.智能电网故障定位及在线检测技术在10k V城市配电网的应用研究[J].大科技, 2014 (35) :80-81.

屏蔽系统的故障定位案例 篇10

1 芯线与屏蔽层之间短路

现象:测试时接线图显示屏蔽层与某根芯线短路。

分析:通常是因为屏蔽层中的丝网、铝箔或汇流导线与芯线接触, 或者是剪去屏蔽层时使芯线外露, 造成短路。

故障定位:

(1) 一般发生在模块端接处。

(2) 通过性能测试仪中的“时域反射”测试可确认短路是否发生在电缆中间。

利用“时域反射”原理, 能在一定程度上反映屏蔽层转移阻抗均匀性, 准确定位屏蔽层开路、短路、阻抗异常等故障位置。

将屏蔽对绞电缆全部线芯在一端短接后当作一根导体, 屏蔽层作为另一根导体接入时域反射测试仪, 屏蔽层完全断裂、部分破损、受外应力过大等“软故障”, 理论上都能在测试图线上有所反映 (如图1所示) , 测试精度依赖于仪表精度和分辨率。

排除方法:首先找到故障可能出现的模块端接处, 打开模块的屏蔽壳体后, 将屏蔽层或汇流导线调整到正确位置 (或剪去) 后即可。

如果发生在电缆中间, 则需更换整根对绞电缆。

2 屏蔽层开路

现象:测试时接线图显示屏蔽层开路。分析有三种可能:

(1) 屏蔽模块端接时没有将屏蔽层接好。

(2) 屏蔽层内的绝缘层断裂。

(3) 屏蔽模块内的屏蔽连接断裂。故障定位:

(1) 一般发生在模块端接处。用肉眼一般可以判定, 也可用万用表测量。

(2) 使用万用表可判定屏蔽模块是否有屏蔽层开路故障。

(3) 通过“时域反射”测试可确认短路是否发生在线缆中间。

排除方法:重新进行屏蔽端接或更换屏蔽模块。如果发生在电缆中间, 则需更换整根对绞电缆。

3 屏蔽层带电

现象:人体接触模块或插头的屏蔽导体时有触电感觉。

分析:屏蔽层失去等电位联结, 屏蔽层感应电势已大于50Vrms, 远超过标准规定的1Vrms。

查找:

(1) 可以使用万用表或地阻仪检查屏蔽层等电位联结情况。

(2) 检查水平布线屏蔽层连通性;如果发现异常, 请强电专业人员检查工作区电源保护地。如果未发现异常——则检查终端设备电源线接地导体连通性。

排除方法:重新进行接地连接;由专业人员修复交流电源的保护地线;更换设备电源线。

4 屏蔽层测试的完整流程

以上检查方法是面向已知的常见故障进行故障排查的方法。在出现未知的屏蔽故障时, 通常会采用以下方式进行故障排查:

排除连通性故障:使用万用表、通断测试仪、性能测试仪等仪器检查屏蔽层的连通性, 同时也检查屏蔽层与芯线之间是否存在短路现象。

检查屏蔽层的阻抗均匀性:使用时域反射方法探查屏蔽层阻抗均匀性, 对异常点展开进一步的分析。

等电位联结检查:可以使用万用表或地阻仪检查屏蔽层等电位联结情况, 排除设备屏蔽、电源接地等问题。

电气装置检查:可以使用万用表或地阻仪等测试仪器检查相关的电气装置是否符合要求。其中包括:机柜、桥架、金属管路的等电位联结状态, 工作区交流电源插座是否完好接地等。

故障定位器 篇11

关键词：SDH传输维护；故障定位处理技术

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）27-6548-02

Abstract： The power grid construction scale is expanding constantly， the increasing application of SDH transmission technology more widely， the use of advanced technology for the fault of SDH transmission equipment for effective treatment， which can ensure the safe and stable operation of communication network. This article has carried on the analysis to the SDH transmission fault location in maintenance of processing technology， for your reference.

Key words： SDH transmission maintenance； fault location processing technology

传输系统是信息网络的基础平台，SDH传输技术是传输系统中应用的关键技术，也是电力系统中信息技术的主要构成部分。目前，SDH传输已经成为主要的通信方式之一，为传输设备进行合理的维护，能够为设备运行的安全性和稳定性提供有效保证。

1 SDH传输维护中的故障定位原则

1） 先抢通，后修复：即先抢通业务再修复故障。如果传输网络的故障影响了正常业务，例如2Mbit/s的业务通道丢失信号，由于外线原因造成收无光告警，则需要先进行业务抢通。

2） 先外部，后传输：即在进行故障处理时限排除外部因素，例如终端设备、电源、光缆断、适配器、复用器、编码器的故障，再查找传输网络故障原因。如果存在外界影响因素导致告警故障，例如网元失效、设备温度、光路告警时，也要遵循此原则进行处理。

3） 先单站，后单板：即先对站点进行准确定位，再找出发生故障的单板。通常，当设备出现故障时，不会只在一个站点发出告警，而是多个站点同时告警，这时要判断和分析，缩小故障范围，对单站问题进行准确定位，然后在对单板进行具体定位。例如发生光功率异常、光路误码，需要根据业务的信号流，同时分析性能和告警。可以利用仪表测试法、替代法、环回法对故障原因进行判断并定位单板。

4） 先线路，后支路：即当线路板发生故障时，要先排除线路故障，再定位支路故障。在传输系统中，线路板故障会引发支路板异常告警，例如支路出现AIS告警，要先检查线路是否发生信号丢失，再检查支路告警。

5） 先高级，后低级：即先分析紧急告警、主要告警，再分析次要告警、提示告警。尤其是，高低告警并存时，要先分析高级告警，并先对影响业务的故障进行处理。

2 故障处理技术在SDH传输维护中的应用

2.1 分析业务配置故障

当业务配置出现故障时，需要根据组网方式和传输方式对故障进行确定，主要是检查光路的时间间隙是否符合业务需求，检查单板配置，例如支路板是否回环及其保护情况等。有时由于操作失误，会导致设备的配置数据丢失、损坏，引发业务中断，利用定位处理技术将故障定位至单一站点，可以查询当前设备的配置数据对故障进行判断。日常工作中还会遇到无效数据的情况，即无法写入数据或写入但没有发挥作用，可能的原因是电压过低、外部强大的磁场干扰、供电异常等，这会导致传输设备的部分单板出现工作异常问题，这时需要检查单板的配置数据，可以通过完全删除相关站点，并对应用系统进行复位、重新连接和开通的方法解决问题。

2.2 分析电接口故障

电接口指的是2Mbps接口，这是常见的故障频发部位，造成电接口的故障原因有很多。当出现2M板告警时，需要首先检查物理连接和与其相连的外围设备是否发生故障。通常，物理连接的故障包括：2M板接触不良，出现虚焊、断电现象，或电缆连接断线、错误以及数字配线架连接不正常等；在数字配线架或电接口的入口做环回，可以排除外围设备的故障，或者对2Mbit/s连接设备的对端做环回，判断连接2Mbit/s时外围设备是否正常；判断2Mbps故障时，还要重视网络管理系统的状况，检查是否产生错误告警信号或虚假告警信号。总的来说，就是先排除外围设备的故障，在深入检查故障区。

2.3 具体应用案例分析

1） 2Mbit/s 传输线路的故障导致业务中断

某网络元素的2Mbit/s传输线路产生中断故障，使用的是传输设备具备T-LOS告警，所以能够确定该设备的光路没有出现问题。因为，如果2Mbit/s 电路段与传输设备发生故障，其原因可能是设备的电接口故障或2Mbit/s 线故障。对故障进行定位处理时，先在站点通过环回方式判定故障点，由于在数字配线架做远端环回后，仍存在T-LOS告警，但做近端环回时一切正常，说明电接口的2Mbit/s电路线与数字配线架出现问题，与分析结果相符，但是2Mbit/s线是成品线，修复十分困难，因此需要将电接口板上的故障线与未使用的2Mbit/s 线进行对换，从而消除告警，使业务恢复正常。换掉发生故障的2Mbit/s 线能够为所有线路正常提供可靠保障。

2） 电压异常导致业务中断

某局传输组为复用段双向保护环，包含4个设备，1号网络语管理计算机相连接，为业务中心。某日，3号网络发生元素的业务中断，从管理计算机不能登陆至网络元素，与3号网络对应的2号和4号网络元素光板发出告警。对故障进行判断，认为是3号网络掉电，到达站点后发现3号网络元素的机架告警灯和单板指示灯均熄灭，测量到的-48V和BGND接线柱之间电压为0V，测量电源设备的输出电压为-53.7V，电源设备发出电压异常告警，判断故障可能的原因为设备内部出现短路情况。关闭3号网络元素的机柜子架，测量到的-48V与BGND接线柱间的电压为-20.39V，判定故障可能是因为机柜电源盒的局部发生短路，导致电位拉低；拔掉电源保险后，测量-48V与BGND间的电阻，结果显示正常，故此判断故障原因是电缆压降过高，对-48V和BGND电缆的电阻分别进行测量，均为正常值，测量电源保险电阻，高达十千欧级别，所以最后认定故障是由于电缆压降过高造成的。替换成正常保险后，故障消除。

3 总结

综上所述，SDH传输维护中故障处理的过程复杂，需要综合考虑各种情况，遵循故障定位原则，利用故障定位处理技术，能够拍出网络管理中各种软件的故障，检查故障的数据配置，收集相关信息，查看故障点单板的运行状况，正常情况下，可以通过环回法定位至网元，通过常规故障处理方法定位至单板，然后对不同故障进行有针对性的处理，有效缩短了故障定位和处理的时间，提高工作效率，保证通行网络的正常使用。

参考文献：

[1] 尹桂珍，王振璟.故障定位处理技术在SDH传输维护中的应用[J].信息通信，2013（05） ：240-240.

新型光纤电缆故障定位系统 篇12

发展全光纤电力电缆故障定点技术[1], 建设新型光纤传感监控网, 是保障我国电力安全的重要措施。全光纤电力电缆故障定位预警系统通过全面监测数千米光纤沿线上电缆周边环境的振动信号进行预警, 从而减小电缆故障事件的发生几率, 达到安全防范的作用。它具备传统电缆维护方式所不具备的一系列优势, 譬如隐蔽性强、智能化高、抗干扰能力强等, 解决了城市环网供电干线故障定位预警的行业性技术难题。

1 系统工作原理

全光纤电力电缆故障定位预警系统采用基于光时域反射计 (OTDR) 结构, 利用Φ-光时域反射计[2,3,4]的干涉机理, 外界扰动作用在光缆上面或附近产生的压力 (振动) 导致光纤中瑞利散射光相位[5]发生变化, 后向瑞利散射光经光学系统处理, 将微弱的相位变化转换为光强变化, 经光电转换和信号处理后, 进入计算机进行数据分析。系统通过分析电缆环境周围的振动波形, 判断偷盗事件的发生。

该系统的被测点距离是基于光时域反射技术 (OTDR) [6,7]实现的, 被测点定位精度[8,9]L由光源脉冲的宽度△T、光探测器的响应时间tp和A/D转换时间tad中的最大值直接确定。当这三个时间因素中△T远大于tp和tad时有

式 (1) 中, c为光纤中的光速;△T为注入光纤的光脉冲宽度。系统试验样机采用的光脉冲宽度△T为100 ns, 对应定位精度10 m。

2 系统的硬件设计

根据电力电缆险情定位与预警系统的功能, 选择合适的硬件, 包括主机和传感光缆。主机放置于机房中, 由主机引出传感光缆敷设至现场需要监测的位置。主机主要由光电接收模块、光纤干涉仪、数据采集器和计算机组成, 其硬件功能结构图如图1所示。当外界有振动发生时, 背向瑞利散射光的相位随之发生变化, 这些携带外界振动信息的信号光, 反射回系统主机时, 经光纤干涉仪处理, 将微弱的相位变化转换为光强变化, 经光电转换和数据采集处理后, 进入计算机进行数据分析, 经系统识别、处理后, 传给用户终端 (如数据分析终端) , 驱动其他辅助系统, 从而快速、高效地实现电力电缆防盗预警目的。

该系统通过采集光纤沿线的电力电缆振动信号分布, 对电力电缆进行实时监测, 并通过采集得到的数据对通信光缆的振动状态进行特性分析和诊断, 系统信号硬件处理流程如图2所示。

3 系统的软件设计

全光纤电力电缆故障定位预警系统能够测量光纤周围任何的振动、扰动、颤噪和声音信号, 而周界安全检测往往更关心的是人为的越界、破坏等现象, 因此如何在大量的振动信息中提取有用的信号数据是非常关键的技术。系统软件功能处理流程图如图3所示。

系统报警软件的目的是要实现实时自动报警和报警判断的功能, 故项目在软件设计上采用了目前最先进的模式识别算法[10], 完成对扰动特征信息的动态提取、分析和比较, 确定扰动的频率、幅度和类型等物理特征, 实时给出分析结果或对非正常扰动给出预警信号。系统软件的主要功能就是对振动信号检测、分类和报警, 同时对数据信息进行管理。主要报警功能如下。

(1) 侵入监测

该功能实质包括探测侵入行为和识别侵入行为两方面。如果有人企图偷盗或破坏电缆, 则将对电缆侧边的光缆内传输光束产生扰动, 扰动信号通过同一根光缆传输至位于控制中心的系统主机上, 系统软件对这些信号进行分析识别后, 判断为人员侵入则发出指令触发报警。该系统特点之一在于可在后端灵活调节系统灵敏度, 因此, 极大降低了侵入行为的漏报率。

(2) 防区定位功能

系统软件根据对各处环境状况、保安人员采取行动路径和侵入威胁发生可能性等级的判别, 自由设置报警防区。在判断有威胁侵入行为发生时, 该软件根据光信号调制分析, 可以实时对侵入行为发生点进行定位, 从而便于安保人员目标明确地及时采取有效措施, 制止侵入行为后续事件发生。

(3) 联动功能

根据客户的具体需要, 系统软件可与各种音响、声光报警装置实现联动, 在监测、识别、定位侵入行为后, 启动报警装置, 威慑、制止侵入行为。同时, 联动相应位置视频摄像头, 追踪侵入对象。

该软件可以把报警信息保存起来, 以便于用户对报警记录的查看。在查看报警记录时, 用户可以根据自己的需求, 把报警记录导出来以文件的形式保存, 同时还支持打印的功能。

4 试验结果

实验中电力电缆监测长度23.5 km, 传感光缆为GYTA53通信光缆。光缆敷设在电力电缆表面, 光缆外加硬硅胶护套管保护, 埋在沙下30 cm深处, 全光纤电力电缆故障定位预警系统主机放置在监控室内。在电力电缆沿线选取20 025 m处进行人员盗挖测试和电缆高压放电测试, 每组测试各采集10组信号。

根据用户选择可以显示瑞利散射后向曲线或者散射曲线相减后的波影。23 km通信光缆沿线探测的瑞利散射信号如图4所示。

在故障电缆上施加高压脉冲信号, 使电缆在放电时系统采集到的故障点的瑞利散射信号相减后的波形如图5所示, 图中横坐标表示振动信号周期时间t (单位s) , 纵坐标表示振幅A (单位V) 。

当有事件破坏电力电缆时, 软件电子地图界面可以及时发出报警信号, 并在下方的报警信息栏里显示具体的报警信息, 能准确定位事件发生地点, 显示定位精度在±10 m范围内系统报警信号指示如图5所示。

机械切割电力电缆时系统采集到的信号波形如图6所示。系统电子地图报警指示如图7所示。当有事件破坏电力电缆时, 软件电子地图界面可以及时发出报警信号, 并在下方的报警信息栏里显示具体的报警信息, 能准确定位事件发生地点, 同时报警的防区会以红色的点进行闪烁显示。实验结果表明, 系统能有效监测传感光缆周围外界振动事件的发生。

5 结束语

阐述了一种基于光纤振动技术的高压电缆智能故障定位系统的实现方法。系统通过敷设在电缆上方的光缆感应到路面施工产生的轻微振动, 进行电缆故障测寻, 实现了传感光纤沿途电缆的故障预警监控。研究了系统的工作原理, 搭建了实验样机, 并在故障电缆上施加高压脉冲信号, 使电缆在放电的时候形成振动, 从而快速地对电缆故障进行预定位, 节约电缆故障定位的时间, 可以尽快对故障点进行处理。实验证明, 系统能准确探测人员盗挖和机械切割等入侵事件, 测量距离大于20 km, 空间分辨率为±3 m。

参考文献

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