地下電纜故障測距方法

　　故障定位技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：模擬式定位技術(shù)、單端數(shù)字式定位技術(shù)、雙端定位技術(shù)。早期的故障定位裝置是機電式或靜態(tài)電子儀器構(gòu)成的模擬式裝置。后期的故障錄波器是以光電轉(zhuǎn)化為原理、以膠片為記錄載體、根據(jù)故障錄波儀記錄的電信號來粗略估計故障點位置。

　　測試技術(shù)的出現(xiàn)以及計算機技術(shù)和通信技術(shù)都加速了故障定位技術(shù)的發(fā)展。這個階段出現(xiàn)了許多利用計算機進行故障定位的方法，其特點是采用單端信息，應(yīng)用計算機的運算能力對各自算法進行修正，求得故障距離。有些算法已應(yīng)用到實際故障定位裝置中，不足之處是無法克服故障電阻對故障定位精度的影響。

　　其中，單端阻抗法只用到線路一側(cè)的電壓、電流測量值，由于其理論上無法克服過渡電阻的影響，需要在測距算法中做一定的假設(shè)，所以其測量精度在很多情況下難以保證，但是有著造價低，不受通信因數(shù)的限制的優(yōu)點，在實際應(yīng)用中有著一定的應(yīng)用需求。單純依靠單端信息不能有效地消除因素包括：負荷電流；系統(tǒng)運行阻抗；故障點過渡電阻，這自然影響到測距的精度。

　　單端行波法

　　是基于單端信息量的一種測距方法，其中單端行波測距的關(guān)鍵是準確求出行波第一次到達監(jiān)測端與其從故障點反射回到監(jiān)測端的時間差，并包括故障行波分量的提取。常用的行波單端故障定位算法有求導(dǎo)數(shù)法、相關(guān)法、匹配濾波器法和主頻率法。由于行波在特征阻抗變化處的折反射情況比較復(fù)雜(如行波到達故障點后會發(fā)生反射也會通過故障點折射到對側(cè)母線上去)，非故障線路不是“無限長"，由測量點折射過去的行波分量經(jīng)一定時間后，又會從測量點折射回故障線路等，使行波分析和利用單端行波精確故障定位有較大困難。

　　雙端行波測距

　　是通過計算故障行波到達線路兩端的時間差來計算故障位置，其測距精度基本不受線路的故障位置、故障類型、線路長度、接地電阻等因素的影響。雙端行波法的關(guān)鍵是準確記錄下電流或電壓行波到達線路兩端的時間，誤差應(yīng)在幾微秒以內(nèi)，以保證故障定位誤差在幾百米內(nèi)，行波在線路上的傳播速度近似為300m/μs，1μs時間誤差對應(yīng)約150m的測距誤差。雙端信號要求嚴格的同步，隨著GPS對民用開放，使得雙端故障定位法迅速發(fā)展。這種定位方法的定位精度高，已成為近幾年來故障定位方法研究的熱點。

　　電纜故障定位技術(shù)經(jīng)過國內(nèi)外專家學(xué)者幾十年的共同努力，已取得了很多有價值的成果。但由于實際情況的復(fù)雜性，影響定位精度的因素很多。故障定位領(lǐng)域還有很多問題尚未解決。因此，還急需研究新的方法，提高故障定位的精度，解決實際問題。

　　在故障定位理論研究方面，各國學(xué)者提出了各種不同的新方法。文中提到將專家系統(tǒng)應(yīng)用到故障定位中，即用計算機來模擬專家思維，構(gòu)建知識庫，知識庫可以從以往的故障事件中提取，并可以在實際應(yīng)用中進行修改。專家系統(tǒng)根據(jù)故障定位的三個主要內(nèi)容把任務(wù)分成三個階段:故障診斷、故障預(yù)定位(故障粗測)、故障精確定點。