10kV電纜故障查找中振蕩波電壓法的應(yīng)用分析

吳卓豪

摘 要：通過(guò)介紹了震蕩波電壓技術(shù)的原理，并結(jié)合該方法的實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)10kV電纜故障查找中應(yīng)用振蕩波電壓技術(shù)的深入探討，以提升振蕩波電壓技術(shù)在10kV電纜故障查找中的應(yīng)用水平和效果，推動(dòng)電力電纜行業(yè)更好更快的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：10kV電纜；故障查找；振蕩波電壓法；應(yīng)用分析

前言

目前我國(guó)的城市化建設(shè)仍在快速的進(jìn)行中，為了達(dá)到電力網(wǎng)絡(luò)的安全和美觀(guān)效果，很多城市中都在廣泛的使用電力電纜。由于電纜主要埋藏在城市的地下管道中，由于長(zhǎng)期運(yùn)行下負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，加上檢修的不便，即使電纜發(fā)生故障，也很難及時(shí)精確的查找以及處理。因此在電纜故障發(fā)生之后的短時(shí)間內(nèi)，及時(shí)對(duì)電纜故障進(jìn)行正確定位，是當(dāng)前電纜故障查找定位技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，關(guān)系到我國(guó)電力電纜的應(yīng)用效果以及長(zhǎng)期發(fā)展。

1 電纜故障定位查找技術(shù)概述

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的技術(shù)研究情況來(lái)看，線(xiàn)式和離線(xiàn)式技術(shù)方法是當(dāng)前電力電纜故障檢測(cè)的常用方法，在實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用。隨著電力電纜的規(guī)?；ㄔO(shè)，電力電纜檢測(cè)中的故障測(cè)距技術(shù)有了一定的進(jìn)步和發(fā)展。雖然國(guó)內(nèi)外在電纜故障測(cè)距中會(huì)使用不一樣的方法，不過(guò)阻抗法和行波法一般都是電纜檢測(cè)人員所必須掌握的技術(shù)方法。其中阻抗法的基礎(chǔ)就是電纜線(xiàn)路數(shù)據(jù)形成的慢性。具體而言，阻抗法的原理就是利用電纜線(xiàn)路多端或者單端的電流、電壓測(cè)量數(shù)值，在線(xiàn)路參數(shù)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行特殊故障方程的推導(dǎo)以及準(zhǔn)確定位。相對(duì)于行波法，阻抗法的優(yōu)點(diǎn)就是高效快捷，操作難度低，但是由于電纜過(guò)渡電阻的影響，故障定位的精確度沒(méi)有行波法高。另一方面，行波法對(duì)于電纜故障的定位是通過(guò)測(cè)量測(cè)量端和故障位置的來(lái)回傳輸時(shí)間來(lái)判斷的。行波法的理論基礎(chǔ)并不復(fù)雜，和阻抗法相比受到線(xiàn)路不對(duì)稱(chēng)和故障具體情形的影響比較小，因此在電纜故障檢查中有著廣泛的使用基礎(chǔ)。

2 振蕩波電壓法的原理分析

在沖擊高壓閃絡(luò)技術(shù)中，電纜檢測(cè)人員主要使用振蕩波電壓法來(lái)進(jìn)行電纜故障的查找定位。振蕩波電壓法的原理就是根據(jù)電感線(xiàn)圈串聯(lián)會(huì)發(fā)生和諧振動(dòng)和電纜等值電容的基本理論，促使電纜缺陷部位在和諧振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)局部放電的反應(yīng)。電纜故障點(diǎn)在被穿透以前，直流電源就是儲(chǔ)能電容，當(dāng)電流波反射系數(shù)是1的時(shí)候就表明高頻行波信號(hào)導(dǎo)致了直流電源發(fā)生短路情況。相反的在電纜遠(yuǎn)端開(kāi)通線(xiàn)路的話(huà)，電流波發(fā)射系數(shù)就相應(yīng)的變?yōu)?1，并且這個(gè)時(shí)候高頻信號(hào)也會(huì)全部向方向射入。如果電纜上的高壓信號(hào)增幅數(shù)值開(kāi)始高于故障部位臨界擊穿電壓的數(shù)值時(shí)，那么電壓波經(jīng)過(guò)故障位置一段時(shí)間以后，故障碘就會(huì)發(fā)生電離以及擊穿放電的反應(yīng)。因此我們可以看出振蕩波電壓方法也是行波法在電纜故障查找定位中的主要運(yùn)用，原理也是在故障定位建立在局部放電信號(hào)的基礎(chǔ)上。

3 振蕩波電壓法在10kV電纜故障查找中的運(yùn)用

通過(guò)以上對(duì)振蕩波電壓法的原理分析，我們結(jié)合廣東電網(wǎng)江門(mén)新會(huì)供電局電纜檢測(cè)實(shí)踐，并在精密設(shè)備試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)當(dāng)前振蕩波電壓法在10kV電纜故障定位與缺陷查找中的使用進(jìn)行分別論述。

3.1 振蕩波電壓法在故障定位中的運(yùn)用

我們以該供電局一段10kV電纜為例進(jìn)行分析研究，經(jīng)檢測(cè)電纜為YJV33型號(hào)，電纜上的電壓分別為9kV和15kV。電纜是3芯的，每芯截面的面積是240mm2，相應(yīng)的長(zhǎng)度為850m，電纜已經(jīng)運(yùn)行為15年左右。在正式的試驗(yàn)之前，我們首先使用信號(hào)發(fā)射裝置對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始了校準(zhǔn)工作。根據(jù)圖1所示情況，檢測(cè)系統(tǒng)在反射波和入射波接收過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減變大。

在試驗(yàn)研究中，我們使用局部放電測(cè)量系統(tǒng)，并將施加的電壓調(diào)整為零。根據(jù)局部放電測(cè)試的情況，詳細(xì)記錄每一次的波形情況，在試驗(yàn)過(guò)程中，振動(dòng)頻率大約保持在395Hz左右。在10kV電纜試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)電纜絕緣電阻再一次測(cè)量，顯示合格之后再開(kāi)始采集數(shù)據(jù)的分析工作。結(jié)合不同的電壓施加情況下，電纜的三個(gè)相的數(shù)據(jù)可以推算出介質(zhì)損耗，并依據(jù)以上試驗(yàn)得出了電壓變化不會(huì)引起介質(zhì)損耗的變化的結(jié)論。試驗(yàn)電纜局部放電信號(hào)的典型情況如圖2所示。根據(jù)以上試驗(yàn)，該10kV電纜在距離測(cè)試端大約720m的地方發(fā)生集中性放電，相關(guān)工作人員在對(duì)電纜故障處理的時(shí)候在718m的位置找到絕緣損壞處，并及時(shí)進(jìn)行了檢修處理，試驗(yàn)體現(xiàn)了振蕩波電壓技術(shù)方法造10kV電纜故障查找中的重要作用，對(duì)于故障位置的可以非常精確的定位。

3.2 振蕩波電壓法在缺陷定位查找中的運(yùn)用

選擇該供電局一段10kV電纜進(jìn)行研究試驗(yàn)，該段電纜的型號(hào)被檢測(cè)為YJN32，電力電纜上的工作電壓分別為16kV和9kV。該電纜同樣為3芯，每一芯截面的面積是250mm2，相應(yīng)的長(zhǎng)度是870m。這條電纜運(yùn)行了14年左右，在相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行了干擾波和進(jìn)行波測(cè)試，顯示數(shù)據(jù)符合本次試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行后續(xù)的有關(guān)的試驗(yàn)。因此接下來(lái)試驗(yàn)人員按照一定的順序?qū)υ撾娎|進(jìn)行電壓施加試驗(yàn)，并同樣對(duì)每一次的波形進(jìn)行記錄和比較，在試驗(yàn)中，技術(shù)人員將振蕩頻率維持在350Hz左右。在結(jié)束試驗(yàn)時(shí)，再一次對(duì)電纜絕緣進(jìn)行檢測(cè)，顯示合格以后開(kāi)始分析收集到的數(shù)據(jù)。在對(duì)數(shù)據(jù)整理分析的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)在施加不一樣的電壓下，介質(zhì)損耗依然不會(huì)由于電壓的變化而變化。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析以及綜合推算，在該10kV電纜中距離測(cè)試端大約677m、450m的地方發(fā)生了集中性的部分放電。相關(guān)電纜檢測(cè)人員在具體檢查中發(fā)現(xiàn)，在該電纜上訴兩處位置確實(shí)存在電纜絕緣的情況，我們根據(jù)該試驗(yàn)對(duì)該供電局10kV電纜入網(wǎng)前進(jìn)行振蕩波電壓法的檢測(cè)，不僅準(zhǔn)確的找到的缺陷位置并進(jìn)行了修復(fù)處理，而且使用快捷方便，沒(méi)有較大的操作難度，有效避免了電纜中存在的安全隱患帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在10kV電纜故障查找中應(yīng)用振蕩波電壓法，相關(guān)電力人員發(fā)現(xiàn)振蕩波電壓法可以準(zhǔn)確及時(shí)完成故障實(shí)際測(cè)距和缺陷查找任務(wù)。在10kV電纜使用該技術(shù)方法，不僅快捷方便，而且定位故障的精確度較高。相關(guān)電力電纜檢測(cè)人員在故障檢查工作中，要注意電纜檢測(cè)是不是在離線(xiàn)情況下開(kāi)展的，減少外界情況對(duì)于振蕩波電壓的精確度的影響，努力提高10kV電纜故障檢查工作的效果和效率。根據(jù)以上對(duì)10kV電纜故障查找中振蕩波電壓法的應(yīng)用效果的分析探討，我們認(rèn)為在10kV電纜故障查找中推廣應(yīng)用振蕩波電壓技術(shù)是大勢(shì)所趨，滿(mǎn)足10kV電纜故障查找的實(shí)踐需要，也符合當(dāng)前電纜檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。因此廣大電纜檢測(cè)工作人員應(yīng)當(dāng)努力學(xué)習(xí)先進(jìn)電力科學(xué)技術(shù)，扎根10kV電纜故障檢查的實(shí)踐中去，因地制宜地推廣應(yīng)用振蕩波電壓技術(shù)方法，促進(jìn)10kV電纜故障檢查技術(shù)的不斷提高，推動(dòng)整個(gè)城市電纜平穩(wěn)安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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