电缆故障脉冲电流测距系统建模与仿真

孙中玉，徐丙垠，，王 玮，陈 恒，刘 洋，魏新迟

（1. 山东理工大学电气与电子工程学院，山东省淄博市255049；2. 山东科汇电力自动化股份有限公司，山东省淄博市255087；3. 国网上海市电力公司电力科学研究院，上海市200437）

0 引言

脉冲电流测距法是现场普遍使用的针对高阻和闪络性故障的电缆故障测距方法，具有测试安全、故障击穿率高和适用范围广的特点，但该方法主要依赖人工识别故障点反射脉冲，由于脉冲电流波形复杂，对操作人员专业性要求较高［1-5］。利用现代计算机与人工智能技术实现故障反射脉冲的自动分析识别是脉冲电流法的发展方向。而目前缺少成熟的脉冲电流测距系统模型与仿真方法，研究人员在开发自动测距算法过程中，只能通过实际物理试验数据验证算法，开发工作量大、周期长。研究脉冲电流测距系统的建模与仿真问题，可为开发自动测距算法提供仿真分析与验证手段，加快其开发速度。

脉冲电流测距系统由高压信号发生器、线性电流耦合器、电缆、故障击穿电弧、测距装置5 个部分组成［4-5］。目前电缆与故障电弧仿真模型相对成熟［6-10］，缺乏对高压信号发生器和线性电流耦合器模型的研究。以往研究脉冲电流测距方法时，高压信号发生器直接用电容来等效，没有考虑高频信号下杂散参数的影响，部分关注杂散参数的研究也只是对其进行定性描述，没有建立准确的模型［11-14］。线性电流耦合器一般用导数模型来等效，未对互感大小进行量化，也未考虑线圈电感、电阻及其集肤效应的影响［4］。……