光纤电路故障的定位和检测论文

对于直接短路或断线电缆故障用万用表可直接测量判断；对于非直接短路电缆故障和接地电缆故障，用兆欧表遥测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判断电缆故障类型。下面介绍电缆故障查找的方法：零电位法零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算。测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在b、c两端加电压VE时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零，反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与电缆故障点等电位，即电缆故障点的对应点。S为单相闸刀开关，E为6E蓄电池或4节1号干电池，G为直流微伏表，测量步骤如下：1）先在b和c相芯线上接上电池E，再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S，该导线要用裸铜线或裸铝线，其截面应相等，不能有中间接头。2）将微伏表的负极接地，正极接一根较长的软导线，导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。3）合上闸刀开关S，将软导线的端头在比较导线上滑动，当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。高压电桥法高压电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出电缆故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。测量电路时，首先测出芯线a与b之间的电阻R1，R1=2RX+R其中RX为a相或b相至电缆故障点的一相电阻值，只为短接点的接触电阻。再就电桥移到电缆的另一端，测出a1与b1芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R（L-X） R，R（L-X）为a1相或b1相芯线至电缆故障点的一相电阻值。测完R1与R2后，再按图3所示电路将b1与c1短路，测出b、c两相芯线间的直流电阻值，则该组织的1/2为每相芯线的电阻值，用RL表示，RL=RX R（L-X），由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1 R2-2RL表，因此，故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示：RX=（R1-R）/2，R（L-X）=（R2-R）/2。RX、R（L-X）、RL三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或（L-X）：X=（RX/RL）L，（L-X）=（R（L-2）在电缆的末端在测量每相芯线的电容电流Ia1、Ib2、Ic3的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。3）根据电容量计算公式C=I/（2ΠfU）可知，正电压U、频率f不变时，C与I成正比。因为工频电压的f（频率）不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=（IC/Ia）L。测量过程中，只要保证电压不变，电流表读书准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。测声法所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。其中TB为高压试验变压器，C为高压电容器，VE为高压整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在电缆故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“滋、滋”放电声最大时，该处即为电缆故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

输电线路故障测距的主要方法分为三类：阻抗法、故障录波分析法、和行波法。阻抗法 阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。 对于单端法，简单来说可以归结为迭代法和解二次方程法。迭代法可能出现伪根，也有可能不收敛。解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法优越，但仍然有伪根问题。此外，在实际应用中单端阻抗法的精度不高，特别容易受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响。同时由于在计算过程中，算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端阻抗法存在无法消除的原理性误差。但单端法也有其显著优点：原理简单、易于实用、设备投入低、不需要额外的通讯设备。 双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距，也可以利用两端电压和电流进行故障测距。理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响，有其优越性。特别是近年来GPS设备和光纤设备的使用，为双端阻抗法的发展提供了技术上的保障。双端法的缺点在于：计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。故障录波分析法 故障录波分析法利用故障时记录得到的各种电气量，事后由技术人员进行综合分析，得到故障位置。随着计算机技术和人工智能技术的发展，故障录波分析法可以通过自动化设备快速完成。但该方法会受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响，而导致故障测距精度的下降。行波法 行波法利用的原理是当输电线路发生故障时，将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波。通过分析故障行波包含的故障点信息，就可以计算出故障发生的位置。