電力電纜故障定位方法

馬曉燕

摘 要：本論文以電力電纜故障定位方法介紹了目前電力電纜故障各種定位方法的原理并對(duì)其應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，為了提高電力電纜故障定位的實(shí)際應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)電力電纜故障定位的快捷性、準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性，并因此縮短電纜故障搶修的停電時(shí)間，從而提高電力電纜供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：電力線路故障；故障定位

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份量也越來越重，在一些城市的市區(qū)，逐步取代了架空供電線路。同時(shí)隨著電纜數(shù)量的增多及運(yùn)行時(shí)間的延長，電纜的故障也越來越頻繁，由于電纜線路的隱蔽性（多埋于地下）和一些電纜運(yùn)行單位運(yùn)行資料、測(cè)試設(shè)備及測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的局限性使得電纜故障的查找非常困難，隨著科技的進(jìn)步及研究的深入，出現(xiàn)了許多新的電力電纜的故障定位方法，同時(shí)各種測(cè)試儀器的精度也有了進(jìn)一步的提高，如何實(shí)現(xiàn)電纜故障定位的快速性、準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性，以縮短電纜故障修復(fù)的停電時(shí)間是本文研究的目的。

電力電纜故障定位的方法很多，過去由于測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)陋及技術(shù)應(yīng)用的局限性，人們只能應(yīng)用較為原始的方法進(jìn)行電纜故障定位，如聲響法、排除法、綜合法，上述方法往往浪費(fèi)大量的時(shí)間及人力物力，且對(duì)于電纜短路點(diǎn)金屬性接地的故障測(cè)試較為困難，成功率有限。后來人們將現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于電纜故障定位上，如20世紀(jì)70年代前人們廣泛使用電橋法和低壓脈沖反射法去進(jìn)行電纜故障定位，這兩種方法主要測(cè)量測(cè)試點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離，兩者對(duì)電纜低阻短路故障較準(zhǔn)確，但不適用于電纜高阻故障，常常需要結(jié)合燃燒降阻（燒穿）法，燒穿法主要應(yīng)用在油紙電纜故障測(cè)試中，對(duì)電纜主絕緣會(huì)產(chǎn)生不良影響，且不易操作，現(xiàn)已很少使用。后來出現(xiàn)了直流閃測(cè)法和沖擊閃測(cè)法，分別用于測(cè)試閃絡(luò)（間歇）故障及高阻故障，兩者都可分為電流閃測(cè)法和電壓閃測(cè)法，取樣參數(shù)不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。電壓取樣法可測(cè)率高，波形清晰易判，盲區(qū)比電流法少一倍，但接線復(fù)雜，分壓過大時(shí)對(duì)人及儀器有危險(xiǎn)。電流取樣法正好相反，接線簡(jiǎn)單，但波形干擾大，不易判別，盲區(qū)大。高壓電流（電壓）閃測(cè)法基本上解決了電纜高阻故障問題。

到了20世紀(jì)90年代，發(fā)明了二次脈沖法測(cè)試技術(shù)：因?yàn)榈蛪好}沖法準(zhǔn)確易用，結(jié)合高壓發(fā)生器發(fā)射沖擊閃絡(luò)技術(shù)，在故障點(diǎn)起弧的瞬間通過儀器內(nèi)部裝置觸發(fā)發(fā)射一低壓脈沖，此脈沖在故障點(diǎn)閃絡(luò)處（電弧的電阻值很低）發(fā)生短路反射，并將波形記錄在儀器中，電弧熄滅后，復(fù)發(fā)一正常的低壓測(cè)量脈沖到電纜中，此低壓脈沖在故障處（高阻）沒有擊穿產(chǎn)生通路，直接到電纜末端，并在電纜末端發(fā)生開路反射，將兩次低壓脈沖波形進(jìn)行對(duì)比，非常容易判斷故障點(diǎn)（擊穿點(diǎn)）位置。儀器可自動(dòng)匹配，自動(dòng)判斷計(jì)算出故障點(diǎn)距離。

電力電纜的故障按其性質(zhì)可分為串聯(lián)（斷線）故障及并聯(lián)（短路）故障，后者按其主絕緣外是否有金屬護(hù)套或屏蔽可分為主絕緣故障（外有金屬屏蔽）及外皮（外無金屬屏蔽）故障。

主絕緣短路故障的示意圖及等效電路圖如圖2-1所示，

圖中Rf代表絕緣電阻，G為擊穿間隙，Cf代表局部分布電容。根據(jù)測(cè)試方法不同，按故障點(diǎn)的絕緣電阻（Rf）大小可分為：

低阻故障（含金屬性短路Rf=0） 其中Rf的大小根據(jù)故障測(cè)試設(shè)備及測(cè)試方法的不同定義各不同，一般取Rf<10Z0（Z0為波阻抗）；

高阻故障 一般取Rf>10Z0；

閃絡(luò)（間歇）故障 （Rf ∞）三種。

三者之間沒有絕對(duì)的界限，主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法區(qū)分，與測(cè)試設(shè)備的容量及內(nèi)阻有關(guān)。

對(duì)應(yīng)不同類型的電力電纜故障，目前國內(nèi)外有各種不同的定位方法，但進(jìn)行電纜故障定位的步驟均相同（都是分三步，只是各步所采用的方法上有所差別），即：

1、先進(jìn)行電纜故障性質(zhì)診斷。即確定故障類型與嚴(yán)重程度，以便對(duì)癥下藥，為下步選擇適當(dāng)?shù)碾娎|故障測(cè)試方法。診斷故障性質(zhì)一般分二步：①用搖表判別故障種類，即分別測(cè)各相對(duì)地絕緣電阻及分別測(cè)各相間的絕緣電阻，然后根據(jù)結(jié)果判斷是單相短路故障還是相間短路故障，是低阻故障還是高阻故障；②檢查導(dǎo)體的連續(xù)性，即在電纜一端將A、B、C三相短路但不接地，在另一端用萬能表測(cè)各相間是否通路。

2、根據(jù)第一步診斷結(jié)果選擇合適的電纜故障預(yù)定位方法進(jìn)行預(yù)定位測(cè)距（在電纜一端使用儀器測(cè)出故障點(diǎn)的距離）。目前國內(nèi)外主要的電力電纜故障定位的預(yù)定位方法有：電橋法、低壓脈沖法、高壓脈沖（閃絡(luò)）法、二次脈沖法及衰減法（decay）等。

3、進(jìn)行電纜故障點(diǎn)精確定點(diǎn)。即根據(jù)預(yù)定位測(cè)得距離，現(xiàn)場(chǎng)沿電纜路徑丈量，定出故障點(diǎn)的大概位置，在此位置附近通過各種方法和手段定出電力電纜故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。目前國內(nèi)外進(jìn)行電纜故障定位的精定位的方法有：a、聲響法；b、聲磁同步法；c、跨步電壓法；d、音頻感應(yīng)法等。

上述的電纜故障預(yù)定位及精定位的各種方法及原理不相同，都有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，因此必須在清楚各種方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍的基礎(chǔ)上才能做到故障的診斷的快捷、準(zhǔn)確，少走彎路，并不斷總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到電纜故障定位的快捷、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的目的。

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