電力電纜故障探測(cè)技術(shù)分析與應(yīng)用

李 玲,李康康,吳 潔

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司魚(yú)臺(tái)縣供電公司,山東 魚(yú)臺(tái) 272300）

電力電纜故障探測(cè)技術(shù)分析與應(yīng)用

李 玲,李康康,吳 潔

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司魚(yú)臺(tái)縣供電公司,山東 魚(yú)臺(tái) 272300）

隨著城市電網(wǎng)改造工作的不斷開(kāi)展，多數(shù)企業(yè)在高壓電力電纜方面的應(yīng)用日益增加，提高和保障電力電纜故障檢修效率和電力的可靠性能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行快速定位。通過(guò)近兩年來(lái)對(duì)電力電纜故障的分析，電力電纜故障主要表現(xiàn)為低阻故障、高阻故障和閃絡(luò)性故障。對(duì)近年來(lái)常用儀器檢測(cè)的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分析，能夠合理選擇故障測(cè)試設(shè)備，掌握先進(jìn)探測(cè)技術(shù)。

電力電纜;故障探測(cè);三次脈沖;閃絡(luò)法

0 引言

伴隨電力電纜在供電系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，電纜故障直接影響供電的可靠性，電纜線路的增多，要求迅速準(zhǔn)確的找到電纜故障并及時(shí)恢復(fù)電纜供電；但是由于電纜線路存在隱蔽性和監(jiān)測(cè)設(shè)備局限性等缺點(diǎn)，在排查電纜故障方面存在很多困難，本文主要通過(guò)準(zhǔn)確快速查找電纜故障進(jìn)行分類，迅速尋找電力電纜故障點(diǎn)，提高電力供電的可靠性，減少應(yīng)電力故障帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失。電纜故障發(fā)生的主要原因主要分為機(jī)械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質(zhì)和材料缺陷等類型的原因?qū)е鲁霈F(xiàn)短路等問(wèn)題，電纜故障實(shí)質(zhì)上是串聯(lián)和并聯(lián)之間的故障，串聯(lián)故障是將電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體斷開(kāi)，并聯(lián)故障是在導(dǎo)體外皮和導(dǎo)體之間絕緣性下降，導(dǎo)致無(wú)法承受正常的運(yùn)行電壓。

1 電力電纜故障探測(cè)方法

1.1 探測(cè)方法的發(fā)展

在我國(guó)對(duì)電力電纜故障的測(cè)試方法不盡相同，但有大體一致的趨勢(shì)，先通過(guò)故障診斷，再根據(jù)結(jié)果進(jìn)行故障定位，最后根據(jù)定位制定及時(shí)補(bǔ)救的辦法。當(dāng)今世界上采用較多的是電橋法進(jìn)行電纜故障檢測(cè)，兩者對(duì)低阻故障較為準(zhǔn)確，但對(duì)于高阻故障，可結(jié)合燃燒降阻法加大電流將故障的絕緣電阻降低，已到達(dá)可以使用電橋法的目的。對(duì)于高阻故障主要采用直流檢測(cè)法，是目前國(guó)產(chǎn)高阻故障測(cè)試儀的主流方法，電流電壓閃測(cè)法可以解決高阻電纜故障的基本問(wèn)題，在我國(guó)應(yīng)用廣泛，但是存在需要靠人為判斷的因素，因此存在一定的誤差。上世紀(jì)90年代出現(xiàn)了二次脈沖法測(cè)試技術(shù)，低壓脈沖較為準(zhǔn)確，主要方式是通過(guò)在故障點(diǎn)瞬間發(fā)射一低壓脈沖，該脈沖在故障點(diǎn)發(fā)生短路反射，形成波形記憶，復(fù)發(fā)到低壓測(cè)量脈沖電纜中，直接達(dá)到電纜末端，將反復(fù)兩次脈沖形成對(duì)比，判斷故障點(diǎn)的具體位置。

1.2 直流電橋法

電纜故障探測(cè)工作首先要判斷明確故障性質(zhì)和故障點(diǎn)，根據(jù)故障點(diǎn)的情況將故障分為開(kāi)路故障、低阻故障和高阻故障三種，故障的性質(zhì)決定了故障的探測(cè)方法，要在發(fā)生故障時(shí)找到準(zhǔn)確的故障點(diǎn)，配合一些方法對(duì)故障進(jìn)行定點(diǎn)。直流電橋法是一種廣泛使用的測(cè)距方法，該方法電纜沿線均勻，根據(jù)惠斯通電橋原理將電纜短路故障點(diǎn)的兩側(cè)黃線引入直流電橋，當(dāng)對(duì)地電阻較大時(shí)需要采用高壓直流電橋，但由于高壓直流電橋反應(yīng)遲鈍，使用較少。

1.3 二次脈沖法

脈沖法的基本原理是將電纜視為均勻長(zhǎng)線，按照行波理論進(jìn)行分析，電纜中波的傳播速度與電纜的絕緣介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，與電纜導(dǎo)體芯線的材料無(wú)關(guān)，因此得到廣泛應(yīng)用。國(guó)際上提出的多次脈沖法即二次脈沖法，可以檢測(cè)30kv以下級(jí)別的電纜的高低阻故障和斷路故障，二次脈沖綜合低壓和沖擊脈沖法的優(yōu)點(diǎn)，利用沖擊高壓擊穿故障點(diǎn)，在這段時(shí)間內(nèi)，發(fā)射低壓脈沖，可以計(jì)算他們的時(shí)間間隔計(jì)算出故障點(diǎn)距離。二次脈沖法在測(cè)量過(guò)程中，故障點(diǎn)需要降低，無(wú)法確定電纜維持低阻狀態(tài)的時(shí)間，給二次低壓脈沖帶來(lái)一定的監(jiān)測(cè)困難，增加測(cè)試過(guò)程的難度，由此二次脈沖法應(yīng)該更加深入的探討。

2 故障點(diǎn)測(cè)距方法及定位

2.1 低壓脈沖反射測(cè)距法

低壓脈沖反射法主要采用儀器測(cè)量低阻或開(kāi)路故障，加到電纜故障的一端，此時(shí)的脈沖以某一速度向電纜故障處傳播后達(dá)到故障點(diǎn)，因此低壓脈沖反射法適用于測(cè)量電纜的低阻、短路和短路故障，脈沖產(chǎn)生的反射送回到測(cè)量?jī)x后被記錄。通過(guò)識(shí)別反射脈沖的級(jí)別判斷故障的性質(zhì)。

2.2 脈沖電流法

高阻電纜故障由于故障點(diǎn)電阻較大，此時(shí)的反射系數(shù)基本為零，由于低壓脈沖法故障點(diǎn)的反射脈沖幅度很小導(dǎo)致儀器無(wú)法分辨，而采用高壓閃絡(luò)法測(cè)量則可以解決此問(wèn)題，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，高壓閃絡(luò)法電流分為直流高壓閃絡(luò)測(cè)量法和沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)量法，由于高壓電源輸出功率的限制，直閃法只能測(cè)量閃絡(luò)性高阻故障。高壓閃絡(luò)法的主要原理是通過(guò)直流高壓發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)直流高壓，加在故障處，高電壓電纜故障發(fā)生放點(diǎn)，會(huì)瞬間短路，相關(guān)儀器會(huì)記錄并產(chǎn)生電流波；采用直流高壓放電時(shí)，可以計(jì)算出故障點(diǎn)的具體位置，對(duì)記錄儀器的操作人員安全是一種保障。

3 電纜故障不同測(cè)試方法的比較

隨著先進(jìn)設(shè)備的不斷引進(jìn)和更新，電力電纜故障的測(cè)試方法的應(yīng)用各不相同，不同的測(cè)試方法需要的時(shí)間各不相同，這就需要企業(yè)合理的選擇故障測(cè)試設(shè)備，掌握科學(xué)的探測(cè)技術(shù)，可以在發(fā)生故障時(shí)迅速精準(zhǔn)的找到電纜故障，以便縮短故障停電時(shí)間，減少因?yàn)橥ｋ娨鸬闹苯訐p失。另外很多企業(yè)已經(jīng)引進(jìn)在線監(jiān)測(cè)及全自動(dòng)測(cè)試，全自動(dòng)監(jiān)測(cè)已成為電纜故障發(fā)展的趨勢(shì)，可以充分利用現(xiàn)有資源，引入電腦技術(shù)，利用科學(xué)的力量和知識(shí)，結(jié)合電力線路信息系統(tǒng)將開(kāi)發(fā)的運(yùn)行管理和故障檢測(cè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的自動(dòng)定位，不斷完善企業(yè)的供電系統(tǒng)和用電安全。

在電纜故障測(cè)距時(shí)會(huì)存在一定誤差，為減少工作量，可以采用聲測(cè)定位法、脈沖信號(hào)和聲磁信號(hào)同步接收法等方法進(jìn)行檢測(cè)；聲測(cè)法主要是利用高壓設(shè)備使故障點(diǎn)擊穿放電，故障放電時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械震動(dòng)聲音傳播到地面，通過(guò)聲音傳感器，可以準(zhǔn)確迅速的對(duì)故障地點(diǎn)進(jìn)行定位，聲測(cè)法通過(guò)聲音傳播，可靠性和準(zhǔn)確性高，因此被廣泛采用。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用脈沖法可以及時(shí)對(duì)故障點(diǎn)測(cè)距，在電力電纜中，電力電纜的長(zhǎng)度、鋪設(shè)走向非常重要，脈沖法對(duì)低阻和短路故障都非常有效，可以直接采用低壓脈沖法，數(shù)據(jù)可靠，對(duì)高阻閃絡(luò)性故障則采用脈沖電流法，通過(guò)這兩種方法，對(duì)脈沖信號(hào)的故障點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)之間測(cè)距，相關(guān)人員可以根據(jù)電纜故障選擇合適的測(cè)距方法，進(jìn)而可以及時(shí)準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，提出有效的解決方案。運(yùn)用科技的力量測(cè)量故障點(diǎn)，及時(shí)找到故障點(diǎn)，為電纜電力線路的正常運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.136