一、方案目標

實現電力電纜故障點精確定位(誤差≤±1米)，縮短故障修復時間至傳統(tǒng)方法的30%以下，適用于10kV~220kV交聯聚乙烯電纜的低阻(<100Ω)、高阻(>100kΩ)及閃絡性故障。

二、核心技術原理

行波法(預定位)

原理：向故障電纜注入高壓脈沖，利用故障點產生的行波信號在電纜端頭的反射時間差(ΔT)計算距離。

公式：故障距離 L = (v × ΔT) / 2(v為波速度，典型值160m/μs)。

技術優(yōu)勢：

適應高阻與閃絡性故障(配合高壓發(fā)生器);

支持長距離定位(最大20km)。

電橋法(低阻故障定位)

原理：構建惠斯通電橋，通過比對故障相與完好相的阻抗比值確定故障點。

公式：故障距離 Lx = (R1 / (R1 + R2)) × L(L為電纜全長)。

技術優(yōu)勢：

低阻故障定位精度達±0.2%;

抗電磁干擾能力強。

雙模協同邏輯：

① 行波法快速鎖定故障區(qū)間(粗定位);

② 電橋法在區(qū)間內精確標定故障點(精定位)。

基于行波法與電橋法的電纜故障精確定位方案

三、實施流程

步驟1：故障診斷

使用絕緣電阻測試儀(如MIT420)判斷故障類型：

低阻故障(<100Ω)→ 優(yōu)先電橋法;

高阻/閃絡故障→ 啟用行波法。

步驟2：預定位(行波法)

設備：高壓脈沖發(fā)生器(如Baur PGK20)+ 行波采集儀(如SebaKMT TDR32)。

操作：

① 在電纜首端注入8kV脈沖;

② 捕捉反射波形，解析故障點反射峰(圖1);

③ 輸出故障區(qū)間(例：距首端1.2km±5%)。

步驟3：精確定點(電橋法+聲磁同步)

設備：數字電橋(如Megger TDR1000)+ 聲磁同步定點儀(如SebaKMT AQUASCAN)。

操作：

① 在預定位區(qū)間敷設電橋，調節(jié)平衡電阻R1/R2;

② 計算精確距離(例：1253m);

③ 沿路徑施加高壓脈沖，通過聲磁探頭捕捉故障點放電聲(圖2)，驗證位置。

步驟4：結果驗證

開挖前使用接地電阻測試儀復測故障點過渡電阻，確認一致性。

四、技術優(yōu)勢

精度提升：雙法協同將定位誤差從單一行波法的±10米壓縮至±1米;

效率倍增：預定位+精確定點流程≤2小時(傳統(tǒng)方法需6~8小時);

全故障覆蓋：兼容低阻、高阻、閃絡、斷線等復雜故障;

抗干擾設計：電橋法抗地網干擾，聲磁同步法可過濾環(huán)境噪聲。

五、應用案例

某220kV變電站出線電纜(長度3.2km)發(fā)生高阻故障(阻值>500kΩ)：

行波法：預定位故障距首端1.85km(反射波形特征：圖3);

電橋法：精確定位于1,842m處;

聲磁同步：捕捉到顯著放電聲信號(峰值42dB)，開挖驗證誤差0.3米。

六、注意事項

行波法需校正波速度(v值受絕緣材質影響);

電橋法要求電纜有完好相作為參考;

聲磁同步定位需在安靜環(huán)境下進行(夜間效果更佳)。

方案價值：通過雙模技術閉環(huán)，實現故障定位從“區(qū)間推測”到“點坐標輸出”的跨越，顯著降低搶修成本與停電損失。