6kV電纜故障點(diǎn)定位及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析

孫權(quán) 王芳 馬龍巖

摘 要：隨著電力電纜的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，電纜絕緣層老化、損傷等因素，使故障發(fā)生的概率逐漸增加，如何利用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良的電纜故障檢測(cè)設(shè)備快速、準(zhǔn)確地定位是電力保障部門(mén)經(jīng)常遇到的難題。

關(guān)鍵詞：6kV;電力電纜;故障定位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.139

1 電力電纜故障分類(lèi)及產(chǎn)生原因

電纜常見(jiàn)的故障分為低阻故障、高阻故障、開(kāi)路故障、閃絡(luò)故障、擊穿故障、運(yùn)行故障，而造成電纜故障的主要原因有電纜絕緣劣化、電纜絕緣受潮 、電纜機(jī)械損傷等。

2 電力電纜故障點(diǎn)的定位方法

電纜故障點(diǎn)的定位方法主要有行波法、低壓脈沖法和多次脈沖法。

行波法通過(guò)測(cè)量出電磁波在故障點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間傳播的時(shí)間，已知電磁波在電纜中傳播的速度，從而計(jì)算出故障點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的距離，從而確定故障點(diǎn)的位置。

低壓脈沖法是向故障電纜發(fā)射一個(gè)低壓脈沖信號(hào)，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)電纜接頭或電纜終端時(shí)，由于該點(diǎn)的阻抗發(fā)生改變，因而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反方向的反射脈沖，根據(jù)發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間差，通過(guò)計(jì)算找到故障點(diǎn)。

多次脈沖法通過(guò)向電纜施加高壓使得故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生電弧，并采用一定的技術(shù)手段使電弧延續(xù)時(shí)間大幅度延長(zhǎng)并穩(wěn)定，在電弧延續(xù)時(shí)間內(nèi)和電弧熄滅后，分別向電纜發(fā)送低壓脈沖，分別可以得到類(lèi)似于低壓脈沖法的低阻故障波形和電纜末端開(kāi)路的反射波形，將兩個(gè)波形同時(shí)顯示，在故障點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)明顯差異，從而找到故障點(diǎn)。

3 GL煤礦變電站電力電纜故障點(diǎn)定位案例

3.1 GL煤礦供電系統(tǒng)電纜故障背景介紹

GL煤礦變電站兩路6kV進(jìn)線，進(jìn)線電纜線路平行直埋敷設(shè)，線路亙長(zhǎng)1600米，電纜敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜，多潮濕土壤，地下金屬物過(guò)多，故障線路有多個(gè)中間接頭。

2019年3月3日該變電站II路進(jìn)線發(fā)生跳閘，在重合閘后再次跳閘。值班人員使用搖表對(duì)故障電纜線路進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果為三相接地故障。

在對(duì)該故障電纜的情況實(shí)地考察后，初步確定直接定點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)的方案，具體如下：

用低壓脈沖反射法測(cè)量故障電纜的長(zhǎng)度，并與正常電纜線路長(zhǎng)度相比較。此時(shí)測(cè)量數(shù)值皆在10MΩ以下且不斷變化，任意一相對(duì)地電阻均在20KΩ以下，且未發(fā)現(xiàn)明顯的全長(zhǎng)、斷路波形，故確定此次故障為泄露型高阻。

再對(duì)故障電纜長(zhǎng)時(shí)間的沖擊試驗(yàn)，未能將泄露型高阻轉(zhuǎn)換為絕緣高阻，故直接定點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)方案失敗。

在重新分析規(guī)劃后，我們對(duì)I路正常電纜線路進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，正常電纜全長(zhǎng)波形測(cè)量如下：

因現(xiàn)場(chǎng)電纜接頭較多，故以傳輸時(shí)間為準(zhǔn)，故障總長(zhǎng)傳輸時(shí)間22.750微秒。

將故障電纜從中間接頭處斷開(kāi)，用萬(wàn)用表測(cè)量其中一段電纜阻值正常即為非故障段電纜，另一段電纜還是表現(xiàn)為泄露型高阻狀態(tài)即為故障段電纜，對(duì)非故障段電纜進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量。

非故障段電纜全長(zhǎng)波形測(cè)量如下：

非故障段電纜傳輸時(shí)間總長(zhǎng)12.212微秒。由此得知故障段電纜全長(zhǎng)傳輸時(shí)間為10.538微秒。

因?qū)收隙坞娎|長(zhǎng)度及路徑不明確，故為確定故障所在位置，再次長(zhǎng)時(shí)間注入高壓信號(hào)使電纜故障由泄露型高阻轉(zhuǎn)化為絕緣性高阻，使用多次脈沖定位將泄露型高阻轉(zhuǎn)化為絕緣性高阻，測(cè)得波形如下：

由波形分析來(lái)看故障段電纜有明顯的故障位置波形，經(jīng)確認(rèn)，故障段電纜長(zhǎng)度約為800米，傳輸時(shí)間為10.538微秒，故障傳輸時(shí)間為7.099微秒。

由此算出故障距離為距測(cè)量位置540米左右，使用精確定點(diǎn)儀探聽(tīng)故障聲音，并根據(jù)精確定點(diǎn)儀顯示的方向和距離最終在所測(cè)處找到故障位置。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際中，由于電纜故障點(diǎn)環(huán)境復(fù)雜，如噪聲過(guò)大、電纜埋地過(guò)深、地下金屬物過(guò)多等，造成故障點(diǎn)查找和定位困難，這時(shí)就要求既要有好的測(cè)試設(shè)備又要求測(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)積累才能快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障并定位。我們要在工作中對(duì)大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研究、總結(jié)，不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，才能逐步掌握電纜故障點(diǎn)查找和定位測(cè)試的規(guī)律。