李 玲,李康康,吳 潔

（國網山東省電力公司魚臺縣供電公司,山東 魚臺 272300）

電力電纜故障探測技術分析與應用

李 玲,李康康,吳 潔

（國網山東省電力公司魚臺縣供電公司,山東 魚臺 272300）

隨著城市電網改造工作的不斷開展，多數企業(yè)在高壓電力電纜方面的應用日益增加，提高和保障電力電纜故障檢修效率和電力的可靠性能夠實現(xiàn)對故障點進行快速定位。通過近兩年來對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、高阻故障和閃絡性故障。對近年來常用儀器檢測的數據情況進行分析，能夠合理選擇故障測試設備，掌握先進探測技術。

電力電纜;故障探測;三次脈沖;閃絡法

0 引言

伴隨電力電纜在供電系統(tǒng)中的廣泛應用，電纜故障直接影響供電的可靠性，電纜線路的增多，要求迅速準確的找到電纜故障并及時恢復電纜供電；但是由于電纜線路存在隱蔽性和監(jiān)測設備局限性等缺點，在排查電纜故障方面存在很多困難，本文主要通過準確快速查找電纜故障進行分類，迅速尋找電力電纜故障點，提高電力供電的可靠性，減少應電力故障帶來的直接經濟損失。電纜故障發(fā)生的主要原因主要分為機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質和材料缺陷等類型的原因導致出現(xiàn)短路等問題，電纜故障實質上是串聯(lián)和并聯(lián)之間的故障，串聯(lián)故障是將電纜一個或多個導體斷開，并聯(lián)故障是在導體外皮和導體之間絕緣性下降，導致無法承受正常的運行電壓。

1 電力電纜故障探測方法

1.1 探測方法的發(fā)展

在我國對電力電纜故障的測試方法不盡相同，但有大體一致的趨勢，先通過故障診斷，再根據結果進行故障定位，最后根據定位制定及時補救的辦法。當今世界上采用較多的是電橋法進行電纜故障檢測，兩者對低阻故障較為準確，但對于高阻故障，可結合燃燒降阻法加大電流將故障的絕緣電阻降低，已到達可以使用電橋法的目的。對于高阻故障主要采用直流檢測法，是目前國產高阻故障測試儀的主流方法，電流電壓閃測法可以解決高阻電纜故障的基本問題，在我國應用廣泛，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90年代出現(xiàn)了二次脈沖法測試技術，低壓脈沖較為準確，主要方式是通過在故障點瞬間發(fā)射一低壓脈沖，該脈沖在故障點發(fā)生短路反射，形成波形記憶，復發(fā)到低壓測量脈沖電纜中，直接達到電纜末端，將反復兩次脈沖形成對比，判斷故障點的具體位置。

1.2 直流電橋法

電纜故障探測工作首先要判斷明確故障性質和故障點，根據故障點的情況將故障分為開路故障、低阻故障和高阻故障三種，故障的性質決定了故障的探測方法，要在發(fā)生故障時找到準確的故障點，配合一些方法對故障進行定點。直流電橋法是一種廣泛使用的測距方法，該方法電纜沿線均勻，根據惠斯通電橋原理將電纜短路故障點的兩側黃線引入直流電橋，當對地電阻較大時需要采用高壓直流電橋，但由于高壓直流電橋反應遲鈍，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線，按照行波理論進行分析，電纜中波的傳播速度與電纜的絕緣介質性質有關，與電纜導體芯線的材料無關，因此得到廣泛應用。國際上提出的多次脈沖法即二次脈沖法，可以檢測30kv以下級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，利用沖擊高壓擊穿故障點，在這段時間內，發(fā)射低壓脈沖，可以計算他們的時間間隔計算出故障點距離。二次脈沖法在測量過程中，故障點需要降低，無法確定電纜維持低阻狀態(tài)的時間，給二次低壓脈沖帶來一定的監(jiān)測困難，增加測試過程的難度，由此二次脈沖法應該更加深入的探討。

2 故障點測距方法及定位

2.1 低壓脈沖反射測距法

低壓脈沖反射法主要采用儀器測量低阻或開路故障，加到電纜故障的一端，此時的脈沖以某一速度向電纜故障處傳播后達到故障點，因此低壓脈沖反射法適用于測量電纜的低阻、短路和短路故障，脈沖產生的反射送回到測量儀后被記錄。通過識別反射脈沖的級別判斷故障的性質。

2.2 脈沖電流法

高阻電纜故障由于故障點電阻較大，此時的反射系數基本為零，由于低壓脈沖法故障點的反射脈沖幅度很小導致儀器無法分辨，而采用高壓閃絡法測量則可以解決此問題，得到準確的數據，高壓閃絡法電流分為直流高壓閃絡測量法和沖擊高壓閃絡測量法，由于高壓電源輸出功率的限制，直閃法只能測量閃絡性高阻故障。高壓閃絡法的主要原理是通過直流高壓發(fā)生器產生負直流高壓，加在故障處，高電壓電纜故障發(fā)生放點，會瞬間短路，相關儀器會記錄并產生電流波；采用直流高壓放電時，可以計算出故障點的具體位置，對記錄儀器的操作人員安全是一種保障。

3 電纜故障不同測試方法的比較

隨著先進設備的不斷引進和更新，電力電纜故障的測試方法的應用各不相同，不同的測試方法需要的時間各不相同，這就需要企業(yè)合理的選擇故障測試設備，掌握科學的探測技術，可以在發(fā)生故障時迅速精準的找到電纜故障，以便縮短故障停電時間，減少因為停電引起的直接損失。另外很多企業(yè)已經引進在線監(jiān)測及全自動測試，全自動監(jiān)測已成為電纜故障發(fā)展的趨勢，可以充分利用現(xiàn)有資源，引入電腦技術，利用科學的力量和知識，結合電力線路信息系統(tǒng)將開發(fā)的運行管理和故障檢測相結合，實現(xiàn)故障點的自動定位，不斷完善企業(yè)的供電系統(tǒng)和用電安全。

在電纜故障測距時會存在一定誤差，為減少工作量，可以采用聲測定位法、脈沖信號和聲磁信號同步接收法等方法進行檢測；聲測法主要是利用高壓設備使故障點擊穿放電，故障放電時產生的機械震動聲音傳播到地面，通過聲音傳感器，可以準確迅速的對故障地點進行定位，聲測法通過聲音傳播，可靠性和準確性高，因此被廣泛采用。

4 結束語

采用脈沖法可以及時對故障點測距，在電力電纜中，電力電纜的長度、鋪設走向非常重要，脈沖法對低阻和短路故障都非常有效，可以直接采用低壓脈沖法，數據可靠，對高阻閃絡性故障則采用脈沖電流法，通過這兩種方法，對脈沖信號的故障點和測試點之間測距，相關人員可以根據電纜故障選擇合適的測距方法，進而可以及時準確的找到故障點，提出有效的解決方案。運用科技的力量測量故障點，及時找到故障點，為電纜電力線路的正常運行提供堅實的基礎。

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