邱成章

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，社會(huì)電力需求日漸提高，電力網(wǎng)絡(luò)覆蓋面隨之增大，電力電纜應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電纜在使用過(guò)程中，受到運(yùn)行時(shí)間和外界因素的影響，容易出現(xiàn)故障，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而電力電纜敷設(shè)的隱蔽性增加了故障點(diǎn)查找的難度。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，必須要及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行電力電纜故障點(diǎn)的查找和故障原因的判斷。本文就電力電纜的故障點(diǎn)查找方法和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，希望可以為電網(wǎng)檢修工作提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：電力電纜 故障點(diǎn)查找 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（b）-0030-02

電力電纜故障的原因包括端部絕緣破壞、外力破壞、絕緣受潮、過(guò)熱過(guò)電壓等因素。外力因素導(dǎo)致的電力電纜故障查找難度較低，可以直接根據(jù)造成影響的外界因素、區(qū)域進(jìn)行排查，但是電纜自身原因?qū)е碌墓收媳仨殤?yīng)用儀器進(jìn)行檢測(cè)，如果排查方法不當(dāng)導(dǎo)致排查時(shí)間的延長(zhǎng)或是故障點(diǎn)誤判，影響故障處理的進(jìn)度。因而探究電力電纜故障點(diǎn)的查找方法具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 故障點(diǎn)粗測(cè)方法

在電力電纜故障點(diǎn)查找中預(yù)定位和精確定位是最為重要的兩個(gè)步驟，預(yù)定位過(guò)程中需要應(yīng)用到阻抗法、低壓脈沖反射法以及脈沖電流法等粗測(cè)距離方法。

1.1 阻抗法

對(duì)測(cè)量端到故障點(diǎn)的阻抗進(jìn)行測(cè)量計(jì)算后，以線(xiàn)路參數(shù)為基礎(chǔ)列出相應(yīng)的故障點(diǎn)求解方程，在此基礎(chǔ)上計(jì)算故障距離的方法就是阻抗法。阻抗法的原理較為簡(jiǎn)單且實(shí)現(xiàn)難度不高，可以直接根據(jù)現(xiàn)有的電纜線(xiàn)路集中參數(shù)進(jìn)行模型的建立，因而在電力電纜故障點(diǎn)預(yù)定位中也會(huì)經(jīng)常應(yīng)用該方法。電橋法是實(shí)現(xiàn)阻抗法故障測(cè)距必要方法，該方法應(yīng)用難度低且測(cè)量精度較高，但是電橋法的適用性較差，在閃絡(luò)性和高阻故障中，電阻過(guò)大而電橋電流較小，就無(wú)法得出理想的測(cè)距結(jié)果。

1.2 行波測(cè)距法

明確電纜中行波的傳播速度后，測(cè)量行波傳播時(shí)間，確定電纜故障點(diǎn)位置的方法就是行波測(cè)距法，行波測(cè)距法的種類(lèi)較多，常見(jiàn)的包括脈沖電壓法、低壓脈沖反射法、脈沖電流法和多次脈沖法。脈沖電壓法多用于閃絡(luò)及高阻故障中，主要是利用電纜故障點(diǎn)在高壓信號(hào)下的閃絡(luò)放電現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)距，因而也被稱(chēng)為閃測(cè)法，該方法耗時(shí)短、精度高且操作簡(jiǎn)單但是安全性相對(duì)比較差。低壓脈沖反射法多用于低阻故障測(cè)距中，該方法不需要參考電纜基礎(chǔ)資料，且可以通過(guò)對(duì)反射脈沖極性的分析明確故障類(lèi)型，但是其適用性范圍比較小。脈沖電流法即通過(guò)對(duì)故障點(diǎn)高壓下電流行波信號(hào)往返測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)的時(shí)間的計(jì)算來(lái)判斷故障距離，該方法由于采用了線(xiàn)性電流耦合器因而不需要與高壓回路進(jìn)行直接的電氣連接，安全性和適用性都更好。多次脈沖法通過(guò)對(duì)多兩次或以上的低壓脈沖波形的疊加，得出交叉點(diǎn)即故障點(diǎn)的位置，該方法信號(hào)波形較為清晰，測(cè)量精度也更高，但是需要使用到較多的儀器設(shè)備，容易受到外界環(huán)境因素的影響，增加耗時(shí)，首次脈沖之后施加后續(xù)脈沖的難度較高。

2 故障點(diǎn)精確定位方法

電力電纜的精確定位需要在粗測(cè)距離的基礎(chǔ)上進(jìn)行，技術(shù)人員要根據(jù)粗測(cè)距離給出的故障點(diǎn)范圍，利用檢測(cè)儀器和自身感應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的查找和判斷。常見(jiàn)的故障點(diǎn)精確定位法包括聲測(cè)法、聲磁同步法以及音頻法等。

2.1 沖擊放電聲測(cè)法

當(dāng)電力電纜發(fā)生故障時(shí)，可以對(duì)其施加一個(gè)高幅度的沖擊電壓，在沖擊電壓的影響下故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象并產(chǎn)生清晰的放電聲，定點(diǎn)儀的聲電轉(zhuǎn)換器可以將傳至地面的微弱聲波進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，通過(guò)對(duì)放電聲的定位便可以找到故障點(diǎn)。聲測(cè)法多應(yīng)用于粗測(cè)大概確定故障點(diǎn)的距離后進(jìn)行定位。對(duì)故障電纜施加沖擊高壓出現(xiàn)放電聲后需要用沿電纜路徑利用定點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)聽(tīng)，聲音最大的位置便是故障點(diǎn)。

2.2 聲磁同步法

這是在聲測(cè)法改進(jìn)得來(lái)的故障點(diǎn)定位方法，也就是通過(guò)接收電磁波和聲波的同步性判斷電纜上出現(xiàn)故障的位置。在故障點(diǎn)查找過(guò)程中，如果同時(shí)接收地振波和放電電磁波表明相關(guān)位置有放電聲波的存在，當(dāng)電磁信號(hào)和地振波信號(hào)同步時(shí)則可以確保地振波的可行性，進(jìn)而可以判斷出電纜故障點(diǎn)的位置。憑借較高的故障點(diǎn)判斷準(zhǔn)確性和較低的操作難度，聲磁同步發(fā)在電力電纜故障點(diǎn)查找中的應(yīng)用也日漸增多，目前很多廠(chǎng)家的定點(diǎn)儀都是以聲測(cè)同步發(fā)為基礎(chǔ)的。

2.3 音頻法

音頻法可以在聲測(cè)法無(wú)法發(fā)揮作用電纜短路故障下進(jìn)行定位。電力電纜不同芯線(xiàn)中電流流動(dòng)的磁通相位差和故障點(diǎn)的磁通變化規(guī)律是音頻法應(yīng)用的基礎(chǔ)。音頻法定點(diǎn)儀魚(yú)藥具備探測(cè)線(xiàn)圈、音頻發(fā)生器、接收器、變壓器以及指示儀表。當(dāng)電纜出現(xiàn)短路故障時(shí)，發(fā)生器輸出音頻電流，當(dāng)經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)是電流會(huì)發(fā)生變化，于此相對(duì)應(yīng)的電磁波音頻也會(huì)突變，這時(shí)所能檢測(cè)到的信號(hào)最大的位置就是發(fā)生故障的位置。在相間低阻短路以及斷線(xiàn)故障中應(yīng)用音頻法具有較高的適用性，但是受到信號(hào)頻率、電纜長(zhǎng)度等的影響高阻和單相接地故障中該方法實(shí)現(xiàn)難度較高。

3 故障點(diǎn)查找方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在實(shí)際的電力電纜故障處理中，檢修人員必須要遵循相應(yīng)的檢修流程，明確故障點(diǎn)查找的注意事項(xiàng)，避免不當(dāng)操作造成的故障點(diǎn)判斷差錯(cuò)或者故障處理不及時(shí)等問(wèn)題。

3.1 電力電纜故障點(diǎn)查找步驟

一般來(lái)說(shuō)電力電纜故障點(diǎn)的查找可以分為五大步驟，具體包括：（1）確定電纜基本情況，技術(shù)人員需要對(duì)發(fā)生故障電纜的長(zhǎng)度、出廠(chǎng)相關(guān)資料、接頭位置等基本情況進(jìn)行調(diào)查和明確，為后續(xù)的故障點(diǎn)查找工作奠定基礎(chǔ)；（2）診斷電纜故障性質(zhì)，利用儀器對(duì)電纜的絕緣性、導(dǎo)電性等相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)量，判斷故障的成因，選擇合適的故障點(diǎn)查找方法；（3）粗測(cè)定距離，技術(shù)人員通過(guò)故障信息分析、芯線(xiàn)上的測(cè)試信號(hào)以及在線(xiàn)測(cè)量等方法初步對(duì)故障的距離進(jìn)行估算，為后續(xù)故障點(diǎn)的精確定位提供基礎(chǔ)；（4）故障點(diǎn)精確定位，在粗測(cè)的基礎(chǔ)上利用感應(yīng)法、同步法、聲測(cè)法以及時(shí)差法等確定故障點(diǎn)的精確位置；（5）故障點(diǎn)定位誤差分析，受到運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行環(huán)境以及其他因素的影響，首次精確定位的故障點(diǎn)可能會(huì)有誤差的存在，為了避免假信號(hào)的影響需要將精確定位的步驟重復(fù)多次，分析故障點(diǎn)查找的誤差，總結(jié)查找經(jīng)驗(yàn)。

3.2 故障點(diǎn)查找注意事項(xiàng)

首先，運(yùn)行部門(mén)需要建立電力電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，將電力電纜的敷設(shè)路徑圖、接頭位置分布圖等基礎(chǔ)運(yùn)行資料提供給故障處理技術(shù)人員，盡可能縮短故障點(diǎn)查找耗時(shí)。其次，需要注意，如果故障點(diǎn)與測(cè)試端的距離過(guò)近會(huì)導(dǎo)致測(cè)試盲區(qū)的出現(xiàn)，因而在實(shí)際的故障處理中電纜的兩端可以都進(jìn)行測(cè)試，提高測(cè)試波形判斷的成功率。此外如果利用二次脈沖法粗測(cè)的結(jié)果無(wú)法得出典型的波形，可以用高壓脈沖按照5～10min的時(shí)間進(jìn)行多次的充放電并在放電聲出現(xiàn)后采用二次脈沖法。最后，粗測(cè)之后技術(shù)人員需要利用測(cè)試儀器在粗測(cè)結(jié)果范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)的查找，對(duì)金屬屏蔽層上傳輸?shù)穆曇艉凸收宵c(diǎn)聲音差別進(jìn)行仔細(xì)的分辨，需要注意的是當(dāng)測(cè)量?jī)x器應(yīng)置于離故障點(diǎn)更近的一端，從而提高查找效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)有效的查找方法可以有效提高電力電纜故障點(diǎn)查找和故障處理的效率，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。檢修人員需要明確電纜故障的原因以及各類(lèi)故障的典型特征，結(jié)合故障的具體表現(xiàn)采取恰當(dāng)?shù)墓收宵c(diǎn)查找方式，熟練運(yùn)用各類(lèi)故障測(cè)試儀器，以便于對(duì)電纜故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，提高故障處理效率和電網(wǎng)供電可靠性。

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