基于FMCW的10kV配电电缆故障定位及类型识别方法

作者：赵书静; 龚梁涛; 詹博博; 梁聪; 王伟^*; 李成榕

来源：中国电机工程学报, 2023, 43(11): 4452-4463.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.221254

• 调频连续波
• 同轴电缆
• 故障定位
• 类型识别

为了解决电缆输入阻抗谱法对高阻故障定位距离较短、遮蔽区域大等不足，该文提出一种基于频域反射法的调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)电缆故障定位及类型识别方法。首先，依据FMCW电缆故障定位的原理结合电缆分布参数模型进行电缆故障定位仿真，获取电缆的FMCW幅值谱、相位谱。仿真结果表明，幅值谱可用于故障定位，相位谱可用于故障类型识别。根据仿真结果获取不同类型电缆故障(开路、短路、高阻、低阻故障)的相位谱特征。最后，在300m的射频同轴电缆和194m的10k V-XLPE电缆上进行测试，验证所提方法的有效性。实验结果表明，FMCW幅值谱能有效定位电缆的故障；FMCW相位谱的相位特征可以区分开路、短路、高阻、低阻故障。相较于电缆输入阻抗谱法，FMCW方法将高阻故障的检测距离从20 m提高至200m，将输入阻抗法40%的遮蔽区域降至18.2%以内，且对高阻故障的灵敏度从2 kΩ(40Z0)提高至10 kΩ(200Z0)。

• 单位
  新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学