摘要常规的电缆故障定位不具有通讯功能，无法在局方直接判定故障点，本文提供了一种新型的电缆故障监测系统方案，可由局方直接查看到故障区域， 实现了远程定位功能，且系统建设成本较低。分别介绍了该电缆故障监测系统局方、变电站、配电站三个层面主要设备的组成及系统特点。

        关键词   电缆故障       远程定位       监测 方案

         1 引言

        随着我国供电容量的持续增大和线路自动化水平的不断提高，对线路稳定运行的要求越来越高。电缆以其运行稳定，受外界环境影响小等优势，在电网输配电中用量越来越大。尤其是在城市中，城市化建设加速，“架空线人地”是必然的趋势。但是．随着电缆在电网输配电中用量的不断增加．电缆故障点查找困难的问题也日益凸现出来。许多电力公司在线路上已经安装电缆故障检测仪，用以降低巡线工作的工作量，但这种检测仪一般没有通讯单元，无法将故障信号送到局方，所以无法在局端直接查看到电缆故障区间。通讯通道也是一个难以解决的问题．铺设有线通道．施工难度大，费用昂贵：而无线扩频通道在城市中基本无法使用。

        针对以上情况．设计一种具有终端和局端通讯功能的电缆故障监测系统成为必要。该方案的基本思想是：在每个检测点安装采集终端f以下简称RTU)．采集电缆运行时的电流或电缆故障检测仪的故障类型信息，通过中压载波通道，将数据送回安装在局端的电缆故障监视系统。电缆监视系统软件通过采集到的信息，根据网络拓扑关系．直接给出明确的故障区间。这样就可以有效地减少巡线人员的巡线时间．快速找到故障发生点．缩短故障停电时间。

         2 系统方案

         2．1系统结构图

        系统典型配置见图1。

        2．2系统图原理说明

        2．2．1系统概述

        本系统包括三个层面：局方(指供电局，系统监控中心)、变电站、配电站。各层面的主要设备组成及信号传输说明如下： ，

         a．局方。安装电缆故障监视系统，配置交换机、数据服务器、调度员工作站、通讯前置机和终端服务器。交换机用于组建网络。实现信息共享；数据服务器用于关系数据库的安装和历史数据的存储：调度员工作站通过调度员工作界面．实时查看电缆运行与故障信息；通讯前置机通过一定的协议，召唤终端设备的数据；终端服务器采用MOXA多串口服务器，便于系统扩展．可以接人多路数据。在局方与变电站之间的信息传输可以是光纤通道、音频电缆等。只要是能够提供独立的串口与局方软件系统通讯就可以。

         b．变电站。安装主载波机和载波耦合设备．与配电站内安装的从载波机和耦合设备构成载波通道。

         c．配电站。根据配电站的具体情况，有选择地安装从载波机、耦合设备、电流互感器、RTU、电缆故障检测仪。在电缆易发生故障点(如电缆接头)安装检测单元．并通过电缆屏蔽层传送到变电站，用于实时检测电缆故障。

         2-2．2载波通道介绍

         如图2所示．主载波机将局方下发的命令调制为载波信号。通过耦合设备耦合到电缆屏蔽层上(在这里直接采用电缆屏蔽层作为信号传送线，节省了专门安装通讯通道所带来的麻烦．无论从施工还是从造价上都有较大的优势)。从载波机接收到这个信号并解调，得出局方命令，送给监控设备。监控设备响应局方命令．送出响应报文。从载波机再将响应报文调制为载波信号，通过耦合设备耦合到电缆屏蔽层上。主载波机接收到这个载波信号并解调，得出终端的响应报文，送给局方系统。局方系统将响应报文解码，得到RTU采集到的数据，再将数据实时地反映到调度员界面上，实现远程在线监控。2．2．3信息采集系统平时交流电源进行AC／DC转换后给RTU和载波机进行供电，另一方面对蓄电池进行浮充供电，当线路发生故障无法由交流电源取电时，由蓄电池组对RTU、载波机和电动操作机构进行供电(见图3)。采集系统的核心由电缆故障检测仪和穿线CT(电流互感器)构成。电缆故障检测仪检测电缆是否出现过流或接地故障。电流互感器将大电流转化成小电流

提供给采集设备，采集设备根据电流整定值确定是否发出故障信号。RTU采集电流互感器或电缆故障检测仪发出的故障信号。在线路发生故障时，RTU通过穿线CT和故障指示器监测到故障，形成故障信息报告，并在局方系统查询时就发送；局方轮询一遍后，就可以知道线路上哪些开关有故障电流通过；同时局方系统再从调度系统得到变电站出线开关的信息；根据一定时间段内多个故障信息报告与网络拓扑分析结果，对故障发生的位置进行准确定位。

        2．2．4电缆故障远程定位判断举例

        如图4所示，假设在315配电站下游出现{yj}性故障，变电站的出口断路器在保护的作用下会自动断开，局方对线路上各个检测点的RTU轮询一遍后，知道313和315配电站处的RTU检测到了故障电流，并且采集到电缆故障检测仪的故障信号，加上从局方调度得到的变电站出口断路器的状态，结合网络拓扑，就可以断定故障是在315配电站的下游。局方系统以声光电等方式向调度员告警。并指出故障发生的区间在315下游。该系统方案在理论上对电缆发生故障的区域能进行准确定位，通过供电公司对本方案的长期测试表明，其区域定位精度可达到98％以上。2．2．5载波机耦合方式简介对普通架空线，采用电容耦合，即电容耦合结合滤波器方式；对直埋电缆采用电感耦合方式；对

既有架空又有直埋的线路段，可以用电感和电容混合耦合的方式。下面是几种具体的接线方式：

        a．架空线采用电容耦合方式，见图5。

        b．地埋电缆采用电感耦合方式，见图6。

        C．电缆上的开关处，需要用耦合电感搭桥，见图7。为了确保在开关断开时，载波通讯仍能进行，所以要在开关处使用两只耦合电感搭桥。

         d．电缆上的分支箱，需要用耦合电感搭桥，见图8。为了减小电缆分接箱对载波信号的损耗，需要在电缆分接箱处搭桥。

         3 系统特点

        该技术方案{zd0}技术特点是在原有电网的基础上进行改造就能实现远端诊断的功能，因此，一次性投入资金较少，成本较低。下表列出了本方案与配网自动化系统的对比项目，其优势较明显。

         4 结束语

        本系统的最终目标就是在本地识别远方的故障段，为检修、巡线人员提供参考，以减少故障的查找时间，提高供电可靠率。通过电缆故障检测工程的实施．大幅度缩短电缆过流与短路故障的排除时间，从而减少了系统停电时间。

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