試論電力電纜故障測試技術(shù)在供電企業(yè)的運(yùn)用

戴鵬 郭煒 朱顯鋒

【摘 要】在電力線路中，電力電纜是其中非常重要的構(gòu)成部分，主要負(fù)責(zé)電能分配和傳輸。因此，當(dāng)電力電纜產(chǎn)生故障時將引發(fā)電力線路故障，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。因此，供電企業(yè)科學(xué)應(yīng)用電力電纜故障測試技術(shù)，探尋電力線路中存在的問題，并進(jìn)行及時、科學(xué)、高效處理，對提升企業(yè)供電服務(wù)質(zhì)量，維護(hù)電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】電力電纜故障測試技術(shù)；供電企業(yè)；運(yùn)用

引言

電纜故障檢測技術(shù)的發(fā)展有著比較長遠(yuǎn)的歷程。在二十世紀(jì)七十年代以前，所應(yīng)用的故障檢測技術(shù)主要有兩種，分別是電橋法和抵押脈沖法。在高阻故障尋測方面，這兩種故障檢測技術(shù)有著相應(yīng)弊端，不能夠獲得比較有效的結(jié)果。所以，研發(fā)能夠?qū)Υ藛栴}進(jìn)行有效解決的檢測技術(shù)是非常必要的，隨之出現(xiàn)了高壓電橋測高阻故障，不過，其故障可測率還是比較低的。

1電纜故障的原因

1.1機(jī)械損傷

（1）在安裝電力電纜的時候由于過大的牽引力，對電纜造成損傷，也可能是電纜過度彎曲，導(dǎo)致電力電纜遭到破壞。（2）完成安裝工作后，在電纜附近具有其他工程的施工，電力電纜受到外力損傷。（3）在電纜附近行車荷載的作用下，損害電纜的鉛鋁包。（4）受自然災(zāi)害的影響造成電纜損傷：比如因?yàn)橥恋爻两翟斐衫^大，使得導(dǎo)體、中間接頭拉斷。

1.2絕緣老化變質(zhì)

受到電場的影響，電力電纜絕緣介質(zhì)中的氣隙產(chǎn)生游離現(xiàn)象，進(jìn)而使得絕緣性能降低。溫度過高會造成絕緣老化變質(zhì)。電纜中氣隙發(fā)生游離，會導(dǎo)致局部溫度過高，進(jìn)而使得絕緣碳化。造成電纜溫度過高的重要原因之一是電纜過負(fù)荷。如果電纜所在區(qū)域的通風(fēng)情況不好，會使得電纜溫度增加，加快電纜絕緣損壞的速度。此外，如果電纜鋪設(shè)于干燥的管道或者其附近具有熱力管道，也會增加電纜溫度。

1.3絕緣受潮

第一，金屬護(hù)套腐蝕穿孔，或者被外物刺傷；第二，電纜制造不良，金屬護(hù)套產(chǎn)生裂縫或者小孔；第三，由于安裝不良、結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密，終端盒、接頭盒進(jìn)水。

1.4材料缺陷

該問題普遍存在于電纜絕緣材料、電纜附件以及電纜鉛鋁護(hù)層上。如電纜絕緣材料絕緣性能無法滿足實(shí)際需求或絕緣材料管理不當(dāng)出現(xiàn)損壞、受潮問題；電纜附件（鑄鐵件、瓷件等）不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；電纜鉛鋁護(hù)層破裂、褶皺等。

2電纜故障探測步驟

2.1性質(zhì)診斷

對電纜故障性質(zhì)進(jìn)行診斷，也就是對故障程度、類型進(jìn)行確定，測試人員才能進(jìn)行對癥下藥，進(jìn)而選擇相應(yīng)故障測距、定點(diǎn)方法。

2.2測距

故障測距也叫粗測，使用儀器在電纜一端測定故障距離，通常具有古典電橋法、現(xiàn)代行波法兩種。

2.3定點(diǎn)

故障定點(diǎn)也被稱為精測，結(jié)合電纜的走向以及測距的結(jié)果，對故障發(fā)生部位進(jìn)行明確，然后通過放電聲測方法，在較小范圍中確定故障點(diǎn)發(fā)生的精確部位。

一般情況下，探測電力電纜故障需要性質(zhì)診斷、測距以及定點(diǎn)三大環(huán)節(jié)。例如沒有進(jìn)行電力電纜故障的測距，僅僅是通過放電聲測方法實(shí)施定點(diǎn)，這是很難精確判定故障位置的。如果故障距離與大體方位已經(jīng)明確，在小范圍內(nèi)將定點(diǎn)儀器進(jìn)行來回移動，通過放電聲測法進(jìn)行故障點(diǎn)的探測就比較容易了。

3電力電纜故障測試技術(shù)

3.1脈沖電壓法

也叫閃測法，這種方法是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的測試方法。首先在脈沖高壓信號、直流高壓作用下，將故障擊穿，再對故障點(diǎn)、觀察點(diǎn)兩者之間放電電壓脈沖的往返時間進(jìn)行測定。脈沖電壓法最大的特點(diǎn)就是不用燒穿高阻與閃絡(luò)性故障，在故障擊穿過程中會產(chǎn)生瞬間的脈沖信號，具有較高的測試速度，并且測量步驟也極為簡便。

脈沖電壓法的缺點(diǎn)有：（1）安全性差，可通過電容電阻分壓器測量電壓脈沖信號，儀器、高壓回路兩者間具有電耦合，非常容易造成高壓信號的串入，進(jìn)而使得儀器產(chǎn)生損壞。（2）利用閃測法開展測距過程中，高壓電容對于脈沖信號極易產(chǎn)生短路問題，電阻、電感就會產(chǎn)生電壓信號，進(jìn)而增加接線的復(fù)雜程度，降低電容放電的時候故障電纜的電壓，因此很難擊穿故障發(fā)生部位。（3）故障放電的時候，尤其是沖閃測試時，分壓器耦合電壓形成的波形在變化上比較平緩，在分辨時非常困難。

3.2高壓閃絡(luò)故障測試技術(shù)

高壓閃絡(luò)故障測試技術(shù)又被稱之為“直接閃光故障測試技術(shù)”，在高阻閃絡(luò)故障測試中具有較強(qiáng)的應(yīng)用性。通常情況下，在應(yīng)用該方法進(jìn)行電力電纜故障測試時，應(yīng)避免閃光燈與高壓線路的直接接觸，使測試設(shè)備功率與閃光燈工作功率相分離；在電源斷開條件下進(jìn)行接線更換，控制接線間隙間距；在故障測試完成后，進(jìn)行電容與電纜重復(fù)放電處理，為提升故障測試質(zhì)量，可輔助低壓脈沖故障檢測技術(shù)進(jìn)行測試，消除盲區(qū)，提升測試準(zhǔn)確性。

3.3低壓脈沖反射法

這種方法也叫雷達(dá)法，是基于二次世界大戰(zhàn)雷達(dá)發(fā)明的方法，通過對故障點(diǎn)發(fā)射脈沖、反射脈沖時間差進(jìn)行測距的。這種方法的優(yōu)勢是直觀、簡單，不用了解電纜準(zhǔn)確長度等資料。結(jié)合脈沖反射波能夠?qū)﹄娎|接頭、分支點(diǎn)位置進(jìn)行識別。其缺點(diǎn)是在測量高阻與閃絡(luò)性故障時并不適用。

3.4脈沖電流法

這種方法是20世紀(jì)80年代產(chǎn)生的，具有接線簡單、安全可靠等優(yōu)勢。與脈沖電壓法相比，這種方法的不同之處是可利用電流耦合器對故障擊穿時產(chǎn)生的電流脈沖信號進(jìn)行測量，將高壓回路、儀器電耦合，可以減小電阻、電感，接線非常簡單，傳感器耦合出的脈沖電流波形也比價容易分辨。

4電力電纜故障測試技術(shù)在供電企業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐———以10kV配電線路為例

4.1配電線路電力電纜故障測試技術(shù)應(yīng)用流程

應(yīng)用高壓閃爍故障測試技術(shù)對某區(qū)域10kV配電線路中的電力電纜故障進(jìn)行測試。測試波形如表1所示。在故障測試過程中：①對故障電流兩端的沈北進(jìn)行有效隔離，并利用故障測試儀器對電力電纜三相進(jìn)行檢測。②利用萬用表進(jìn)行電力電纜阻值的測量，通過阻值分析確定電力電纜故障類型。在此次測量中發(fā)現(xiàn)故障電流為C相接地，C相對地電阻為10MΩ，屬于泄露性高阻故障。此外，利用智能閃測儀對電力電纜總長度進(jìn)行測量，聯(lián)系有關(guān)資料，進(jìn)行故障排查，并利用高壓閃爍故障測試技術(shù)確定故障具體位置，進(jìn)行故障消除處理。

4.2供電企業(yè)應(yīng)用中電纜故障測試技術(shù)控制要點(diǎn)

①做好故障測試技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備工作，對電力電纜長度、預(yù)留情況、工作電壓、電力接頭情況等具有全面、準(zhǔn)確的了解；②根據(jù)電力電纜實(shí)際情況科學(xué)選擇故障預(yù)定位檢測技術(shù)探尋故障電纜故障位置，保證故障定位的準(zhǔn)確性，用以實(shí)現(xiàn)故障測試質(zhì)量，提升故障檢修效率；③對影響預(yù)定位誤差的因素具有全面的了解，知道儀器誤差、波速誤差等對故障測試結(jié)果的影響。從而確保所應(yīng)用儀器質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)定，規(guī)范技術(shù)應(yīng)用行為，提升工作人員操作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)各種誤差的有效控制。例如，針對波速誤差，需以電纜長度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，縮短誤差與準(zhǔn)確數(shù)值之間存在的差距；④注重波形的準(zhǔn)確獲取。在此過程中，當(dāng)電纜一段無法獲取波形時，可通過加大燃弧電流或更換測量端點(diǎn)的方法進(jìn)行處理；針對過長的電纜可通過適當(dāng)增加觸發(fā)時間或提高沖擊電壓的舉措進(jìn)行處理。

結(jié)語

總而言之，隨著電力電纜應(yīng)用數(shù)量與規(guī)模的不斷拓展，相關(guān)電力故障問題愈發(fā)明顯，加強(qiáng)電力電纜故障測試技術(shù)的研究，提升電力電纜故障檢測力度，實(shí)現(xiàn)故障測試技術(shù)在電力線路故障處理中的有效應(yīng)用，對提升電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與安全具有重要影響作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王傳寶.電力電纜故障測試技術(shù)在供電企業(yè)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際，2018（09）：251～252.

[2]邱偉.電力電纜故障測試技術(shù)的相關(guān)研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（32）：188+190.

[3]王娜，李鵬，劉健.電力電纜故障分析和測尋方法[J].設(shè)備管理與維修，2017（10）：61～62.

（作者單位：國網(wǎng)安徽省電力有限公司銅陵供電公司）