1 引言

　　電力電纜的使用至今已有百余年歷史。1879年，美國發(fā)明家T.A.愛迪生在銅棒上包繞黃麻并將其穿入鐵管內，然后填充瀝青混合物制成電纜。他將此電纜敷設于紐約，開創(chuàng)了地下輸電。次年，英國人卡倫德發(fā)明瀝青浸漬紙絕緣電力電纜。1889年，英國人S.Z.費蘭梯在倫敦與德特福德之間敷設了10千伏油浸紙絕緣電纜。1908年，英國建成20千伏電纜網。電力電纜得到越來越廣的應用。1911年，德國敷設成60千伏高壓電纜，開始了高壓電纜的發(fā)展。1913年，德國人M.霍希施泰特研制成分相屏蔽電纜，改善了電纜內部電場分布，消除了絕緣表面的正切應力，成為電力電纜發(fā)展中的里程碑。1952年，瑞典在北部發(fā)電廠敷設了380千伏超高壓電纜，實現(xiàn)了超高壓電纜的應用。到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高壓電力電纜。

　　電力電纜（power cable），用于傳輸和分配電能的電纜。常用于城市地下電網、發(fā)電站的引出線路、工礦企業(yè)的內部供電及過江、過海的水下輸電線。在電力線路中，電纜所占的比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統(tǒng)的主于線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產品，其中包括1-500KV以及以上各種電壓等級，各種絕緣的電力電纜。

　　倒置電橋法作為經典電橋法的改進方法，對電纜長度沒有限制、制成裝置體積小易使用。而消除接地電流是倒置電橋法實現(xiàn)的前提，在倒置電橋法的基礎上，本文詳細分析了消除接地電流原理，并通過模擬試驗驗證了該方法的有效性。

　　2 電橋法

　　電橋法的理論基礎是電橋平衡原理，即在電橋平衡時，利用故障電纜接線端和故障點之間的電阻與無故障電纜電阻之比對應于故障距離與總長度之比，確定故障點。直流電橋法是早采用的探測電纜故障方法，多應用于低阻接地和相間短路故障中，且度較高。

　　傳統(tǒng)電橋法是將被測電纜末端與無故障相末端短接，電橋兩端分別與被測相和無故障相連接，如圖1所示，其等效圖如圖2所示。

　　圖2中，RX是接線端到故障點的電阻，R0是無故障相電阻。根據(jù)電橋平衡，可得：

　　計算RX阻值，利用RX的阻值與電纜長度成正比，確定故障點的距離。

　　由于傳統(tǒng)電橋法受故障點電阻影響，因此測量誤差大，對無故障相的要求較高。

　　3 倒置電橋法的基本原理

　　倒置電橋法電路圖如圖3所示，其等效圖如圖4所示。圖4中，設可調電阻Rf調節(jié)點左端的電阻為Rm。通過調節(jié)Rf使檢流計G中無電流通過，從而使電橋達到平衡?？傻茫?/P>

　　因此，倒置電橋具有如下特點：

　　將故障相電阻轉移到電橋，當電橋達到平衡后，理想狀態(tài)下故障電阻對測量無任何影響；

　　待測電阻RX與R0+（R0-RX）串聯(lián)，由式（3）得出可調電阻的檔位就是故障點距離與故障相總長之比。因此，這種接線對故障電纜總長度無任何限制。

　　4 消除接地電流

　　故障檢測時，接地電流對測量有很大影響。因此，在施加電橋電源之前消除接地電流有助于提高測量。倒置電橋法主要是利用基爾霍夫定理消除接地電流，其原理圖如圖5所示，等效電路圖如圖6所示。

　　圖6中，假設無外接電源時流經檢流計G的接地電流為I地，則流經檢流計G的電流電源來自于E1、E2和I地，根據(jù)電流電源不同圖6可分解為3個獨立電路，如圖7所示。

　　其中r1，r2分別為電源1和電源2的內阻，令

　　5 模擬實驗

　　為了驗證該方法的有效性，設計了如圖8所示的實驗電路。圖中接地電流消除接線如圖5所示，其中選取100 m試驗電纜，并在分別總長的1／5、2／5、3／5、4／5處人為制造絕緣故障點，無故障測量電纜選取為50 m，采用阻值為2 kΩ的可調電阻器。

　　6 結束語

　　介紹了倒置電橋法測量電力電纜故障的基本原理，詳細分析了在倒置電橋法接線方式下消除接地電流消除的方法，給出了分解電路及其公式。并通過實驗模型驗證了在實際情況下倒置電橋法對消除接地電流的有效性。