配電電纜故障測(cè)尋技術(shù)淺析

張潤(rùn)駿 滕敏敏

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市生產(chǎn)生活的各個(gè)方面對(duì)電力使用的需求也越來越大，電力電纜線路的安全可靠就顯得尤為重要。針對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中配電電纜發(fā)生故障的情形，本文詳細(xì)分析了常見電力電纜故障的類型及其發(fā)生的原因與故障的診斷方法，并結(jié)合故障診斷方法給出了具體的電力電纜運(yùn)維建議和故障預(yù)防對(duì)策，進(jìn)一步提高高壓電力電纜運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：配電電纜；故障；診斷處理

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、分析電力電纜故障分析的重要性

隨著城市配電線路建設(shè)規(guī)模不斷提升，電網(wǎng)中新電纜公里數(shù)的逐年增加，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的日常生產(chǎn)與生活對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。城市配電網(wǎng)好比是人的經(jīng)絡(luò)血脈，電力電纜好比是經(jīng)絡(luò)中的血管，一旦血管損壞將直接影響人的身體健康。因此電力電纜故障將直接威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，影響人們的生活質(zhì)量。如何在盡可能短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜故障的清除，實(shí)現(xiàn)降低故障率、提升電網(wǎng)穩(wěn)定性逐漸成為電力公司工作的中心與焦點(diǎn)。

二、高壓電力電纜故障原因分析

日常生活中比較常見的電纜故障有：機(jī)械損傷、絕緣損傷、還有其工作時(shí)電壓電熱造成的損傷。當(dāng)電纜發(fā)生以上幾方面故障時(shí)，解決的辦法簡(jiǎn)單總結(jié)如下：①第一時(shí)間切斷故障電纜的電源；②對(duì)故障進(jìn)行檢查分析并進(jìn)行修復(fù)。只有在這兩步完成后才能恢復(fù)供電，圖1所示為電纜故障情況示意圖。

三、電力電纜故障問題檢測(cè)措施

1.檢測(cè)原理

電纜故障檢測(cè)的基本原理是通過發(fā)射脈沖波與反射回波來計(jì)算出故障的距離確定故障的位置，但是對(duì)于不同性質(zhì)的故障往往會(huì)具有不同的反應(yīng)。針對(duì)一些電阻阻值變化較小甚至開路狀態(tài)的故障性質(zhì)，通?？梢酝ㄟ^閃測(cè)儀來進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過程中閃測(cè)儀發(fā)射脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)傳輸?shù)焦收隙?，根?jù)行波傳播理論，電纜故障部分的阻抗失配點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生波的反射或者是減弱信號(hào)強(qiáng)度，從而通過對(duì)反射脈沖進(jìn)行檢測(cè)即可得出故障的具體位置以及具體原因。在檢測(cè)過程中，由于不同的電纜材質(zhì)、直徑以及運(yùn)行環(huán)境都會(huì)在一定程度上影響到檢測(cè)的結(jié)果，會(huì)對(duì)后期電纜故障的排除與維修產(chǎn)生一定的誤導(dǎo)，所以必須要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行電纜的參數(shù)調(diào)整以獲得更加精確的檢測(cè)效果。

2.檢測(cè)措施

當(dāng)前我國(guó)目前在電纜故障問題方面的主要檢測(cè)手段有以下幾種：

1）脈沖測(cè)試法。

脈沖測(cè)試法就是按照基本的行波傳輸原理，在故障處增設(shè)脈沖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的，通過脈沖反射波的入射角及反射角的差異以及強(qiáng)度變化來進(jìn)行判斷具體的故障位置。近些年隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，脈沖儀器設(shè)備的成本逐漸降低，也使得該測(cè)試方法被更加廣泛的應(yīng)用于我國(guó)各地的電力電纜的故障測(cè)試中，脈沖測(cè)試法技術(shù)相比其他方法較成熟，檢測(cè)手段豐富多樣，對(duì)于不同類型的故障都具有一定的檢測(cè)能力，再加上成本的原因，在未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)依然會(huì)作為主要的電力電纜故障檢測(cè)手段繼續(xù)使用。

2）沖閃檢測(cè)法。

沖閃檢測(cè)法是使用大容量電容器作為直流電源，因其等效內(nèi)阻很小，相當(dāng)于一個(gè)恒壓源。其特征是專門針對(duì)電纜發(fā)生故障時(shí)的位置進(jìn)行擊穿閃絡(luò)放電，從而將故障區(qū)域電阻值變化較大的位置發(fā)射出的信號(hào)進(jìn)行收集，最終對(duì)故障精確位置以及故障發(fā)生的原因進(jìn)行判斷的一種檢測(cè)手段。此檢測(cè)手段更加適用于高壓條件下的電力電纜的檢測(cè)，同時(shí)最好是建立在了解故障的基本類型后再進(jìn)行沖閃檢測(cè)，效果最佳。

3）直閃測(cè)試法。

直閃測(cè)試法屬于一種特殊的檢測(cè)方法，原理是根據(jù)閃絡(luò)放電時(shí)產(chǎn)生的脈沖波與其反射波在儀器上記錄的時(shí)間間隔，從而計(jì)算出電纜故障點(diǎn)的距離。該方法所針對(duì)的故障類型較窄，檢測(cè)目標(biāo)主要為閃絡(luò)性高阻故障。

四、電力電纜故障的診斷處理方法

4.1聲測(cè)法

聲測(cè)法，主要指高壓電力電纜出現(xiàn)故障的時(shí)候，利用發(fā)出的聲音來找尋故障的發(fā)生源，該類測(cè)試方法主要適宜用于測(cè)試高阻故障和閃絡(luò)性故障時(shí)。聲測(cè)法操作簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確性好，因此比較常用。聲測(cè)法的基本原理為：利用高壓直流耐壓設(shè)備經(jīng)電容器充電后，通過球間隙向故障線芯進(jìn)行放電，當(dāng)故障點(diǎn)被擊穿時(shí)，會(huì)在故障點(diǎn)進(jìn)行放電，從而在故障點(diǎn)附近產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)波和電磁波，在故障點(diǎn)處聲音最大，振感最強(qiáng)，利用拾音器在粗側(cè)故障距離附近沿電纜路徑徑向聽測(cè)，以此來確定故障點(diǎn)準(zhǔn)確位置。

4.2聲磁信號(hào)同步接收定點(diǎn)法

聲磁信號(hào)同步接收定點(diǎn)法（簡(jiǎn)稱聲磁同步法）的基本原理是：向電纜施加沖擊直流高壓使故障點(diǎn)放電，在放電瞬間電纜金屬護(hù)套與大地構(gòu)成的回路中形成感應(yīng)環(huán)流，從而在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。采用感應(yīng)接收器接收脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，并在故障點(diǎn)發(fā)出放電聲信號(hào)。根據(jù)探測(cè)器探頭探測(cè)到的聲、磁信號(hào)之間最小時(shí)間間隔的電即為故障點(diǎn)，這比聲測(cè)法抗干擾性較好。

五、電力電纜故障的預(yù)防對(duì)策

為了提高電纜運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，有效地降低故障的發(fā)生概率，故障診斷人員應(yīng)采取合適的措施進(jìn)行故障預(yù)防，使得高壓電力電纜的使用壽命能夠得到延長(zhǎng)，使其運(yùn)行也能夠保持在穩(wěn)定、良好的狀態(tài)之下。在實(shí)際電力電纜管理工作的開展中，還需要加強(qiáng)對(duì)電纜的日常維護(hù)，對(duì)具體的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行記錄并歸檔，增加安全檢查的次數(shù)，對(duì)于那些經(jīng)常出現(xiàn)故障的位置，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾訖z查次數(shù)。此外，還應(yīng)強(qiáng)化企業(yè)各部門間的交流聯(lián)系，通過開展協(xié)調(diào)會(huì)議來對(duì)高壓電力電纜的施工位置及注意事項(xiàng)進(jìn)行明確，達(dá)到施工團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，并在施工中加強(qiáng)對(duì)電力電纜設(shè)施的保護(hù)。

總結(jié)：

綜上所述，盡管配電電力電纜故障的種類較多，故障類型與導(dǎo)致的因素也各不相同，但是通過對(duì)電力電纜的故障進(jìn)行分析了解，可以更加準(zhǔn)確地對(duì)故障的性質(zhì)進(jìn)行判斷，從而通過使用適當(dāng)?shù)奶幚硎侄危皶r(shí)地找到故障位置，可以有效地減少電纜線路的停電時(shí)間。由于配電線路電力電纜的安全運(yùn)行關(guān)系到民生，同時(shí)對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有較大的影響，所以電纜相關(guān)從業(yè)人員還是應(yīng)該提升自身的電纜檢測(cè)技術(shù)水平，提高故障檢測(cè)的速度與質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)電力電纜安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。

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（作者單位：上海電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院）