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基于SEEK-X型测试仪的电力电缆故障定位研究 摘 要 本文主要介绍了利用倒置型电桥法原理精确定位电缆故障新法，填补了国内电桥精确定位空白；同时介绍了SEEK-X型测试仪故障定位原理 关键词 电缆故障 倒置型电桥法 故障相 无故障相 可调电阻 SEEK-X 概 述 电力电缆作为电力系统的重要设备，它的安全运行具有重要意义。一旦发生故障它直接影响的安全稳定运行，同时，也可能引发火灾事故，扩大事故范围，导致停电。尤其是在多雨、潮湿的夏季，电缆最容易受潮，从而导致电缆故障的发生。一种能够快速、准确、方便地查找电缆接地故障和断相故障的方法，快速排除电缆故障，将会给予机组安全、稳定运行以强有力的支援。?）、中阻故障（10~106?）和高阻（大于106?）故障。 （4）按综合情况进行分类，可将故障分为如下几类： 1）低阻接地或短路的故障。 2）高阻接地或短路的故障。 3）断线故障。 4）断线并接地的故障。 5）闪络性故障及封闭性故障。 常用电力电缆故障检测方法 直流电桥法（也称为经典法）和脉冲法（也称现代法）是目前应用较广的查找电力电缆故障点的方法。鉴于本文的研究重心，主要介绍一下经典电桥法。该方法的理论基础是电桥平衡原理，即在电桥平衡时，利用将故障电缆接线端部到故障点之间的电阻与无故障电缆电阻之比对应于故障距离与总长度之比，从而确定故障点。直流电桥法是最早采用的探测电缆故障的方法，多年来一直是测寻电缆故障的主要手段。对于低阻接地和相间短路故障，目前这种方法仍然被广泛采用，且精确度较高。一般要求故障点电阻不超过10kΩ，通常以2kΩ以下为宜。 以下为传统电桥法测量的接线图 传统电桥法是将被测电缆末端与无故障相末端短接，电桥两端与被测相和无故障相端部分别相连，如图一所示。 图一 传统电桥法接线 图二 传统电桥法等效图 Rx是接线端部到故障点的电阻，RO是无故障相的电阻。 根据电桥平衡得出： （1） 求出Rx的值，再利用Rx的大小与电缆长度成正比，确定故障点距离端部的距离。 电桥法具有测试灵敏、精确和使用方便等优点。但传统的电桥法受故障点电阻影响较大，测量误差大，对无故障相的要求也较高。 基于以上分析，现有的常用检测方法经典直流电桥法存在诸多不足，故实际应用中一般只作为粗测手段，要确定故障点位置，还需要进一步精测，增加了设备和工作量。为了克服以上缺点，本文从传统电桥法出发，研究了一种新的电桥测量方法－倒置型电桥法，该方法能够有效克服这些缺点，并且不需要再进行精测，具有很大的实用价值。 2．倒置型电桥法 2.1倒置型电桥法基本测量原理 倒置型电桥法接线方式如图三所示。 图三 倒置型电桥法接线图 图四 倒置型电桥法等效图 设可调电阻Rf调节点左端的电阻为Rm。 通过调节Rf使检流计G中没有电流通过，则达到电桥平衡。此时根据电桥平衡原理，有下列等式成立，即 （2） 取Rf=R1，等式(2)可化为： （3） 式（3）得出可调电阻的档位就是故障距离与故障相总长之比，并且这种接线对故障电缆总长度没有任何限制。 2.2倒置电桥法中接地电流的消除 在故障检测过程中，接地电流对测量精度有很大的影响。因此在加电桥电源之前消除接地电流的影响对测量精度的提高有很大的帮助。倒置型电桥法是利用基尔霍夫定理来消除接地电流的。其原理见图五。 图五 接地电流消除接线 图六 接地电流消除等效图 假设没有外接电源时流经检流计G的接地电流为I地，则流经检流计G的电流的电源来源有E1、E2和I地，根据叠加原理图六分解为三个独立电路。 图七 分解电路 其中r1、 r2为电源1电源2的内阻，且r1= r2=r 令，，, E1、E2流过检流计的电流分别为I1与I2，且规定I1的方向为正方向，则根据基尔霍夫电流定理，有： ?G=?1+?2+?地 上式中，当故障点确定后Rf、Rfx、R0、Rx为定值，则该式变为以R34x为变量的一元二次方程，又Ra﹥0，Rb﹥0，即可作出IG关于变量R34x的函数图。 图八 函数图 流经检流计G的电流为，从图八可看出，通过调节可调电阻R3、R4来控制、大小，从而达到使流过检流计电流为零即的目的，也即消除了接地电流的影响。 以上从原理和接地电流消除等方面分析了倒置电桥法，日本Sumitomo公司开发的SEEK-X型电缆故障点检测器便于基于此种方法的一种新型电力电缆故障检测装置，以下详细说明该设备的