CN108120901A - 一种电缆故障测距方法及装置 - Google Patents

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沈楠斌
窦海军
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground

Abstract

本发明通过求取脉冲信号在现场截取的参考电缆中的传播速度，在准确求取传播速度的基础上，再进行实际的待测电缆的故障测距工作，提高了测距精度。与现有技术相比，参考电缆与待测电缆的老化程度，以及所处的温湿度环境都一致，获取的传播速度更为可靠；另外，通过计算多个脉冲信号在参考电缆中的传播速度的平均速度，作为脉冲信号在待测电缆中的传播速度，避免了随机误差导致的传播速度求取不准确，从而进一步提高了最终的测距精度。

Description

一种电缆故障测距方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电缆检测方法及装置，尤其涉及一种电缆故障测距方法及装置。
背景技术
随着国民经济的快速发展，电力已成为不可或缺的能源，电能由电力线路传送到千家万户，电网之间则由电缆线互相连接。然而，由于受到电缆所处的环境，或是老化因素的影响，电缆故障时有发生。电缆故障会造成大面积停电，进而造成较大范围的影响。电缆，尤其是铺设于地下的电缆，产生故障后故障地点查找难度大。
目前常用电缆测距方法有电桥法、时域反射法和频域反射法，其中，时域反射法的优点比较突出，操作方便，单端操作，测试精度较高。如图1所示为时域反射法的接线示意图，其工作原理为在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的传播速度沿线传输，在故障点发生反射，记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间ΔT，则可按传输速度V来计算出故障点的距离L＝ΔT·V/2。，由此可见，获取准确的传播速度是时域反射法测距精度的基础。一般情况下，认为脉冲信号在电缆中的传播速度为光速，然而，由于材料、环境、老化等因素造成脉冲信号在电缆中的传输速度远低于光速。也有学者推导了脉冲信号在电缆中传输速度的理论公式，其中，c为光速；ε为芯线周围介质介电常数；μ为芯线周围介质的导磁系数。然而，在实际应用中，埋设于地下的芯线周围介质介电常数和导磁系数都是非常难以测量的量，加之由于地下温湿度的影响，已经老化的电缆中脉冲信号传播速度和ε、μ参数的关系可能和实验室推导得出的理论公式相悖，因此无法通过理论公式准确计算出脉冲信号在电缆中传输速度，进而导致电缆测距的误差较大。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种电缆故障测距方法及装置，在准确获取脉冲信号在电缆中的传播速度的基础上，能够提高测距的精度。
本发明的技术方案如下：一种电缆故障测距方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在检测现场截取一段待测电缆作为参考电缆，测量所述参考电缆的长度L；
S2：向所述参考电缆的一端先后发射N个参考脉冲信号，分别测量在参考脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT1，ΔT2，……ΔTN；
S3：根据公式计算所述N个参考脉冲信号在所述参考电缆中的传播速度Vi＝2L/ΔTi，其中i＝1,2,……N；
S4：根据计算出的N个传播速度，计算平均速度V＝∑Vi/N；
S5：向所述待测电缆的一端发射一检测脉冲信号，测量在检测脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT；
S6：根据公式计算所述检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离D＝VΔT/2。
优选的，所述参考电缆的长度L为1m-5m。
优选的，N的取值为2-5。
优选的，所述参考脉冲信号和检测脉冲信号为矩形脉冲。
优选的，所述参考脉冲信号的宽度为1ns-10ns。
优选的，所述检测脉冲信号的宽度为20ns-100ns。
一种执行如上述电缆故障测距方法的装置，其特征在于：包括参考电缆长度测量模块、平均速度计算模块、信号发射及接收模块、传播时间测量模块及微处理器；
所述参考电缆长度测量模块与参考电缆相连，用于测量所述参考电缆的长度L；
所述信号发射及接收模块与所述参考电缆、所述待测电缆和所述传播时间测量模块相连，用于向所述参考电缆和所述待测电缆发射脉冲信号，并接收反射信号；
所述信号发射及接收模块与所述参考电缆、所述待测电缆和所述传播时间测量模块相连，用于向所述参考电缆和所述待测电缆发射脉冲信号，并接收反射信号；
所述传播时间测量模块与所述微处理器相连，用于测量脉冲信号在电缆中的传播时间；
所述平均速度计算模块与所属微处理器相连，用于计算平均速度；
所述微处理器与所述信号发射及接收模块、所述参考电缆长度测量模块、所述传播时间测量模块以及平均速度计算模块相连；用于计算检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离。
本发明通过现场截取的参考电缆，参考电缆与待测电缆的老化程度，以及所处的温湿度环境都一致，获取的传播速度更为可靠，提高了测距精度。另外，通过计算多个脉冲信号在参考电缆中的传播速度的平均速度，作为脉冲信号在待测电缆中的传播速度，避免了随机误差导致的传播速度求取不准确，从而进一步提高了最终的测距精度。
附图说明
图1是现有技术中时域反射法的接线示意图；
图2是本发明的电缆故障测距方法的流程图；
图3是本发明的电缆故障测距装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
图2是本发明的电缆故障测距方法的流程图；图3是本发明的电缆故障测距装置的示意图。参见图2-3，本发明电缆故障测距方法步骤如下：
在检测现场截取一段待测电缆作为参考电缆，参考电缆长度测量模块测量所述参考电缆的长度5m；
信号发射及接收模块向所述参考电缆的一端先后发射3个脉冲宽度分别为1ns，5ns和10ns的参考脉冲信号，分别测量在参考脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间39ns，40ns，41ns；
平均速度计算模块根据公式计算所述3个参考脉冲信号在所述参考电缆中的传播速度V1＝2L/ΔT1＝2.56×108m/s，V2＝2L/ΔT2＝2.5×108m/s,V3＝2L/ΔT3＝2.43×108m/s其中i＝1,2,……10；并根据计算出的10个传播速度，计算平均速度V＝2.5×108m/s；
信号发射及接收模块向所述待测电缆的一端发射一检测脉冲信号，测量在检测脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间1500ns；
微处理器根据公式计算所述检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离D＝187.5m，最终误差控制在±0.5％以内。若使用光速近似计算，则最终计算结果为225m，误差超过20％；若仅向参考电缆中发射一次信号，则最终计算结果为192m，误差超过2％。
由此可见，本发明通过现场截取的参考电缆，参考电缆与待测电缆的老化程度，以及所处的温湿度环境都一致，获取的传播速度更为可靠，提高了测距精度。另外，通过计算多个脉冲信号在参考电缆中的传播速度的平均速度，作为脉冲信号在待测电缆中的传播速度，避免了随机误差导致的传播速度求取不准确，从而进一步提高了最终的测距精度。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电缆故障测距方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在检测现场截取一段待测电缆作为参考电缆，测量所述参考电缆的长度L；
S2：向所述参考电缆的一端先后发射N个参考脉冲信号，分别测量在参考脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT1，ΔT2，……ΔTN；
S3：根据公式计算所述N个参考脉冲信号在所述参考电缆中的传播速度Vi＝2L/ΔTi，其中i＝1,2,……N；
S4：根据计算出的N个传播速度，计算平均速度V＝∑Vi/N；
S5：向所述待测电缆的一端发射一检测脉冲信号，测量在检测脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT；
S6：根据公式计算所述检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离D＝VΔT/2。
2.如权利要求1所述的电缆故障测距方法，其特征在于：所述参考电缆的长度L为1m-5m。
3.如权利要求1所述的电缆故障测距方法，其特征在于：所述N的取值为2-5。
4.如权利要求1所述的电缆故障测距方法，其特征在于：所述参考脉冲信号和检测脉冲信号为矩形脉冲。
5.如权利要求4所述的电缆故障测距方法，其特征在于：所述参考脉冲信号的宽度为1ns-10ns。
6.如权利要求4所述的电缆故障测距方法，其特征在于：所述检测脉冲信号的宽度为20ns-100ns。
7.一种执行如权利要求1所述的电缆故障测距方法的装置，其特征在于：包括参考电缆长度测量模块、平均速度计算模块、信号发射及接收模块、传播时间测量模块及微处理器；
所述参考电缆长度测量模块与参考电缆相连，用于测量所述参考电缆的长度L；
所述信号发射及接收模块与所述参考电缆、所述待测电缆和所述传播时间测量模块相连，用于向所述参考电缆和所述待测电缆发射脉冲信号，并接收反射信号；
所述传播时间测量模块与所述微处理器相连，用于测量脉冲信号在电缆中的传播时间；
所述平均速度计算模块与所述微处理器相连，用于计算平均速度；
所述微处理器与所述信号发射及接收模块、所述参考电缆长度测量模块、所述传播时间测量模块以及平均速度计算模块相连；用于计算检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109373883A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种电力电缆长度测量方法
CN110007196A (zh) * 2019-05-05 2019-07-12 华北电力大学（保定） 一种在线监测电缆故障位置的方法
CN110082656A (zh) * 2019-05-29 2019-08-02 成都高斯电子技术有限公司 一种电缆老化治理监测的方法及其装置
CN110095693A (zh) * 2019-05-29 2019-08-06 福州大学 一种基于换流站控制的mmc-hvdc单极接地故障综合行波测距方法
CN110261739A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 哈尔滨工业大学 一种电缆软故障定位装置及定位方法
CN110501609A (zh) * 2019-08-07 2019-11-26 龙岩学院 一种用于电缆的电气故障检测系统及检测方法
CN111257695A (zh) * 2020-03-02 2020-06-09 深圳供电局有限公司 双端测量的电缆缺陷检测方法、装置与系统
CN111435077A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 华为技术有限公司 导体线缆长度的测量方法和装置
CN112285483A (zh) * 2020-10-15 2021-01-29 国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司 一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法
CN113064024A (zh) * 2021-03-23 2021-07-02 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障测距方法及装置
CN113064024B (zh) * 2021-03-23 2024-04-26 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障测距方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090315565A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Acterna Llc Adaptive pulse width time domain reflectometer
CN102914729A (zh) * 2012-10-16 2013-02-06 西安交通大学 一种矿用电缆局部放电在线监测与定位脉冲发射装置
CN104635109A (zh) * 2015-01-23 2015-05-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种从故障录波数据中直接计算提取电网暂态非周期分量幅值和时间常数的高精度方法
CN204705693U (zh) * 2015-05-29 2015-10-14 燕山大学 小型航空电缆故障检测定位仪
CN105137293A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 国网技术学院 一种配电网混合线路中故障点的定位方法
CN105676066A (zh) * 2016-01-22 2016-06-15 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障定位排查装置和方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090315565A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Acterna Llc Adaptive pulse width time domain reflectometer
CN102914729A (zh) * 2012-10-16 2013-02-06 西安交通大学 一种矿用电缆局部放电在线监测与定位脉冲发射装置
CN104635109A (zh) * 2015-01-23 2015-05-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种从故障录波数据中直接计算提取电网暂态非周期分量幅值和时间常数的高精度方法
CN204705693U (zh) * 2015-05-29 2015-10-14 燕山大学 小型航空电缆故障检测定位仪
CN105137293A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 国网技术学院 一种配电网混合线路中故障点的定位方法
CN105676066A (zh) * 2016-01-22 2016-06-15 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障定位排查装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张彦和 等: "电缆故障测试仪的应用", 《电工技术杂志》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109373883A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种电力电缆长度测量方法
CN109373883B (zh) * 2018-10-31 2021-01-29 国网重庆市电力公司电力科学研究院 电力电缆长度测量方法、计算机可读存储介质及电子终端
CN111435077B (zh) * 2019-01-11 2021-09-03 华为技术有限公司 导体线缆长度的测量方法和装置
CN111435077A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 华为技术有限公司 导体线缆长度的测量方法和装置
CN110007196A (zh) * 2019-05-05 2019-07-12 华北电力大学（保定） 一种在线监测电缆故障位置的方法
CN110082656A (zh) * 2019-05-29 2019-08-02 成都高斯电子技术有限公司 一种电缆老化治理监测的方法及其装置
CN110095693A (zh) * 2019-05-29 2019-08-06 福州大学 一种基于换流站控制的mmc-hvdc单极接地故障综合行波测距方法
CN110261739A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 哈尔滨工业大学 一种电缆软故障定位装置及定位方法
CN110261739B (zh) * 2019-07-29 2021-11-09 哈尔滨工业大学 一种电缆软故障定位装置及定位方法
CN110501609A (zh) * 2019-08-07 2019-11-26 龙岩学院 一种用于电缆的电气故障检测系统及检测方法
CN111257695A (zh) * 2020-03-02 2020-06-09 深圳供电局有限公司 双端测量的电缆缺陷检测方法、装置与系统
CN112285483A (zh) * 2020-10-15 2021-01-29 国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司 一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法
CN113064024A (zh) * 2021-03-23 2021-07-02 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障测距方法及装置
CN113064024B (zh) * 2021-03-23 2024-04-26 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆故障测距方法及装置

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