时间反演技术在低压脉冲电缆故障定位中的应用

沈智飞, 王 娟, 柳宝坤, 张恒伟，黄玉兰，潘仁勇

(尚纬股份有限公司，四川 乐山 614012)

0 引 言

随着中国城市电网的发展，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆因其优良的电气性能和机械性能开始被大规模投入城市电网中[1-2]。大部分XLPE电力电缆长期处于地下的恶劣环境中，在水分、电场、机械损伤和化学腐蚀的作用下，XLPE电力电缆会在局部位置形成缺陷或者接地故障，进而影响电网的正常运行[3-4]。因此快速准确定位XLPE电力电缆的故障点对于保证城市电网的稳定运行有着重大意义[5-6]。

阻抗法故障定位借助电缆的集中参数模型，在测出电缆线路的电压电流值后，建立故障距离求解方程，进而得到电缆的故障位置[7]。该方法必须保证整个电缆线路的分布参数一致以及引线接触要求高，因此该方法难以在实际工程中确定故障点位置。

低压脉冲法故障定位借助行波在电缆中的传播和反射特性定位电缆中故障点。低压脉冲的时间延迟可用于判断故障位置，低压脉冲的极性可用于判断故障类别[8]。该方法拥有着操作简单和设备便携的优点，因此被广泛使用到电缆的故障定位中。但是目前的低压脉冲方法存在需要人为干预分离脉冲和无法直观确定故障点位置等问题。时间反演(time reversal，TR)技术[9-10]是通过将测试端的测试信号进行时间反演后再注入原观测系统，借助原观测系统的传递函数，实现了信号的空间聚焦现象[11]。因此将TR技术用在低压脉冲法中，可以通过检测电缆中不同位置的信号的空间聚焦现象来有效地确定电缆中故障点位置，借此解决原有低压脉冲法中需要人为干预脉冲分离和无法直观定位故障点的问题。……