10千伏配电线路高压电力电缆故障检测方法研究

崔林宁 郑凯博

摘 要：在10千伏配电线路高压电力电缆实际使用的过程当中，总是会由于各种因素的影响产生一系列故障。为了使得人们的日常生产生活用电得到保障，本文结合我国实际情况提出了一种基于行波故障测距原理的高精度、快速线路故障在线检测方法。

关键词：高压;电力电缆;配电线路故障;在线检测方法

高压电力电缆配电线路在应用的过程当中由于不得不长期在一些恶劣的环境下使用，比如高端高寒地区、极端天气以及地质灾害等。在应用中发生故障的概率相对来说比较高。一旦配电线路发生故障将会对人们日常生产生活用电造成极大的影响，因此快速找到高压电力电缆配电线路产生故障的地点对于人们的电力正常供应有着非常重要的意义。本文对高压电力电缆配电线路故障在线监测方法进行了分析。

1配电线路故障在线检测方法

1.1基于行波故障位置检测

如果行波速度已知，那么相应的故障在线监测可以采用以下的方法进行：假设故障处行波的速度为r。为了确定故障点的具体位置可以应用故障初始行波到配电线路端点时间运行故障发生位置。其实际运算原理如下所示：

假设某处高压电力电缆配电线路的实际长度为L，故障发生的实际位置距离配电线路两端P和Q的距离分别为p和L-p，初始故障行波到配电线路两端点的时间分别为s和 s'，那么最终可得：

这种方法由于在实际应用过程当中所表现出来的一系列特点，非常适合配电线路接地或者是非接地的故障。这种方法在实际应用中，最重要的前提就是行波速度r處于已知的状态当中。然而，高压电力电缆配电线路在实际使用的过程当中，相应的行波速度会受到各种内部或者是外界因素的影响。因此，不同的高压电力电缆配电线路故障及相应的行波速度r并不相同，如果单纯的将光速作为行波速度将会导致故障在线监测出现极大的误差。

如果在行波速度未知的情况下，相应的故障在线监测方法可以根据线模和零模分量到P点和Q点的时间进行故障的在线检测工作，通过这种方法的合理使用，可以极大的降低行波对故障检测造成的影响。假设线模和零模的行波速度分别为r1 和r0，有以下的关系式：

联立2～4最终得到：

如果高压电力电缆配电线路由于各种因素的影响产生非接地故障的时候，由于并不存在零模分量，因此也不存在s1 和s'1 ，因此公式6在应用的时候仅仅可以被用来测量接地故障。高压电力电缆配电线路在实际应用的过程当中，彼此之间的间隔相对来说比较大，相应的配电线路故障类型常常为单相接地故障，因此这种方法拥有很高的应用价值。

1.2故障位置处电阻值检测

将1.1节监测到的高压电力电缆配电线路故障发生位置处的配电线路两端用P和Q来进行表示，并且为了方便监测工作的进行在P端投入一个容量大小合适的电容。

通过这样的方式可以更加准确的监测到线路发生故障的详细信息。

2实验分析

为了验证本文所提出方法的高效性，一段长度为3300千米的高压电力电缆配电线路作为实例进行相应的故障在线检测工作。为了使得检测结果拥有一定的对比性，将本文所提出的方法和基于VMD和TEO的高压电力电缆配电线路故障在线检测方法的最终检测结果进行全方位的对比后，结果分别如表1和表2所示。

通过这两个表格的内容不难发现本文所提出的方法可以更加精确的检测出高压电力电缆配电线路故障发生的具体位置，并且拥有很高的故障检测精度。在实际故障检测工作中，有着较高的应用价值。

在相关工作人员对高压电力电缆配电线路的故障进行在线检测的时候，由于各种因素的影响很可能会发生一些错误的故障检测以及遗漏故障检测。经过多次实验之后，发现本门所采用的方法相应的错误故障检测率始终比较低，其变化范围处于3.55%～6.12%，结果表明本文所提出的方法故障检测率低，可以更加准确的分辨出故障线路和非线路故障。平均遗漏故障检测率为2.41%，说明通过本文所提出的方法可以更加精确的监测高压电力电缆配电线路所发生的故障，使得配电线路的供电可靠性得到有效的保障。

3结束语

高压电力电缆配电线路在实际使用的过程当中拥有很多优势，在配电系统中获得了广泛的应用。本文所提出的故障测距方法拥有较高的实用性，可以更加精确的判断故障发生的位置。

参考文献：

[1]赵小猛. 电力电缆故障精确定点及其背景降噪技术研究[D].西安电子科技大学，2019.

[2]王建顺. 基于低压脉冲法的煤矿高压电力电缆故障定位研究[D].河南理工大学，2015.

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