電力電纜故障探測(cè)方法的探討

葉文水

摘 要：社會(huì)發(fā)展的需要，電力電纜使用越來(lái)越普遍。隨之帶來(lái)的問(wèn)題是電力電纜故障測(cè)量問(wèn)題，特別是交聯(lián)電纜的廣泛使用，給電力電纜故障測(cè)量提出許多新挑戰(zhàn)和新問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障探測(cè)；方法探討

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）17-0100-02

隨著社會(huì)的發(fā)展，采用電纜供電的范圍越來(lái)越廣，特別是城區(qū)內(nèi)，供電有電纜化的趨勢(shì)。但隨之帶來(lái)的問(wèn)題是電纜故障的查找較架空線路故障來(lái)得難。特別是交聯(lián)電纜的廣泛使用后，故障查找的難度越來(lái)越大。

1 低阻故障測(cè)量方法

①電纜故障探測(cè)方法最早使用的是電橋法。電橋是成品，其電壓E的大小檔位是固定的。所以，電流的大小關(guān)鍵取決于電纜故障對(duì)地的電阻值r。當(dāng)故障點(diǎn)對(duì)地電阻r的值很小時(shí)，其準(zhǔn)確率較高；當(dāng)故障點(diǎn)對(duì)地電阻r的值大于電源電壓值許多倍時(shí)，橋體電源很大一部分電壓降將損失在這個(gè)電阻上，導(dǎo)致檢流計(jì)很不靈敏，測(cè)量誤差增大。由于電橋法使用的時(shí)間長(zhǎng)，有人稱為古典法，其接線較簡(jiǎn)單，容易掌握。

為了減少由于電流小，造成檢流計(jì)很不靈敏引起的誤差，可提高檢流計(jì)的靈敏度或電源電壓。但這兩種措施都是有限的。提高檢流計(jì)靈敏度的辦法一般在檢流計(jì)前加裝直流放大器，但放大器增益過(guò)高會(huì)使零飄問(wèn)題嚴(yán)重。提高電源電壓會(huì)產(chǎn)生橋體對(duì)大地和橋體對(duì)操作人員的絕緣問(wèn)題。當(dāng)電源電壓升到一定值，故障點(diǎn)接地電阻r往往表現(xiàn)為很不穩(wěn)定，此時(shí)如果r突然擊穿，將會(huì)產(chǎn)生大電流，檢流計(jì)和橋體的電阻都可能因大電流而燒毀。利用電橋測(cè)量電纜故障當(dāng)電纜故障電阻較大時(shí)就有其局限性。電纜故障能直接使用電橋法測(cè)量的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)只能為總故障的40%以下。有很大一部分的故障需將故障點(diǎn)的對(duì)地電阻降低，也就是俗話講的燒穿法。這種方法對(duì)油浸電纜往往有效。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，上海地區(qū)過(guò)去多采用油浸電纜。故障測(cè)量直接利用電橋法可測(cè)率為60%左右。但隨著交聯(lián)電纜的普遍使用，近年來(lái)上海地區(qū)使用電橋法測(cè)量故障的有效率大大不如以前。關(guān)鍵是交聯(lián)電纜很難采用燒穿法將其故障點(diǎn)對(duì)地電阻降低。因?yàn)榻宦?lián)電纜的主絕緣是固體的利用電壓燒穿的話有可能使之灰化，反而使故障點(diǎn)對(duì)地電阻增加。例如：1996年12月，在一次兩個(gè)開(kāi)關(guān)站間的聯(lián)絡(luò)電纜的故障測(cè)量中，起初用500型萬(wàn)用表測(cè)得故障點(diǎn)對(duì)地直流電阻為100 kΩ。經(jīng)加壓燒穿用500型萬(wàn)用表復(fù)測(cè)故障點(diǎn)對(duì)地直流電阻為+∞。用500 V兆歐表測(cè)得絕緣為11.3 MΩ。因此而無(wú)法采用“電橋法”來(lái)測(cè)量故障點(diǎn)位置這是交聯(lián)電纜比油浸電纜故障難測(cè)量的原因之一。

②低壓脈沖法是隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈沖技術(shù)在電纜故障測(cè)試中得到應(yīng)用。它的原理是利用脈沖信號(hào)送入電纜線路，遇到特性阻抗不匹配時(shí)產(chǎn)生反射這一原理來(lái)檢測(cè)故障點(diǎn)的位置。這種方法測(cè)量斷線和短路故障較有效。而這兩種故障性質(zhì)占電纜故障的20%左右。對(duì)交聯(lián)電纜的故障電阻，不能采用燒穿法來(lái)降低。所以該種方法在測(cè)量交聯(lián)電纜故障時(shí)有一定的局限性。

2 高阻故障測(cè)量法

①?zèng)_閃法。沖閃測(cè)試時(shí)，若故障點(diǎn)不放電，那得考慮以下原因。其一，此原因也即目前利用閃絡(luò)法測(cè)量高阻故障不放電時(shí)，往往被忽略的原因。即電容容量偏低。放電能量P與電壓U和電容的容量C有關(guān)（P=UC÷2）。電壓U受電纜的電壓等級(jí)限制，不可能無(wú)限增大，那只能增加電容的容量。而實(shí)際上，平時(shí)所采用的電容往往是就地取材。就電力部門來(lái)講，10 kV的并聯(lián)電容最多。一般所采用的電容就是10 kV的并聯(lián)電容，其容量一般不到2 μF。能量往往不足使故障點(diǎn)放電。實(shí)際中發(fā)現(xiàn)電容容量為2 μF耐壓為40 kV，一般均能使故障點(diǎn)放電。其二，是電纜大面積受潮，放電的能量要求很大，此時(shí)應(yīng)盡量設(shè)法增大電容容量和提高放電電壓。其三，可能是交聯(lián)電纜屏蔽層斷裂，不能形成回路，儀器無(wú)法采集到波形。若確是這種情況，只能直接定位。只要故障點(diǎn)放電了儀器一般能采集到其放電波形。1996年12月的那次故障測(cè)量后來(lái)就是采用沖閃電壓取樣測(cè)出的。沖閃法可測(cè)所有電纜故障。

②用直閃法來(lái)測(cè)量電纜閃絡(luò)性高阻故障。同沖閃法相似。所不同的是沖閃法球隙間為一定距離，而直閃法是兩球直接相切，球隙間沒(méi)有距離。使用直閃法須注意以下問(wèn)題：為了人身和儀器的安全，首選電流取樣法；升壓變壓器接地與電容接地分別連至電纜接地線上。電纜接地線一定要與安全接地系統(tǒng)相連；在測(cè)試過(guò)程中閃絡(luò)性故障可能變成泄漏性高阻故障。此時(shí)，應(yīng)變換測(cè)試方法；有波形故障點(diǎn)就是有放電，沒(méi)波形故障點(diǎn)就沒(méi)放電。

③特殊故障測(cè)量。其一，故障點(diǎn)在儀器盲區(qū)時(shí)。這種情況往往是始端頭故障，故障點(diǎn)放電了，但儀器采集不到波形，此時(shí)可采用以下幾種解決方法：觀察毫安表的讀數(shù)。若讀數(shù)達(dá)15 mA，可認(rèn)為放電了，此時(shí)始端頭往往會(huì)發(fā)熱；將球隙放至電纜的另一端，直接定點(diǎn)；將所有設(shè)備搬至電纜的另一端進(jìn)行測(cè)試；在始端加長(zhǎng)電纜長(zhǎng)度，一般不少于20 m，進(jìn)行測(cè)試。其二，故障靠近測(cè)試端附近。采集到的放電波形可看到故障點(diǎn)多次反射。任意兩次反射之間的距離即為故障距離。但為減小讀數(shù)誤差往往采用讀幾次相鄰反射之間距離求平均值。

3 精測(cè)定位

不同電纜故障性質(zhì)采用不同的測(cè)量方法進(jìn)行粗測(cè)，分析判斷得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。但是具體的確切的位置還須借定點(diǎn)來(lái)完成。較早使用的定點(diǎn)儀較簡(jiǎn)單，它只能靠接收聲音的大小來(lái)判斷故障點(diǎn)所在的位置，嚴(yán)重受外界環(huán)境干擾。往往須在夜深人靜時(shí)進(jìn)行定位。隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，有了音頻法、振動(dòng)法、聲測(cè)法等多種方法供電纜故障精測(cè)使用。油浸電纜故障點(diǎn)的放電聲音容易區(qū)別，在定位時(shí)較容易定出。交聯(lián)電纜的定點(diǎn)就相對(duì)難點(diǎn)。其原因有兩點(diǎn)：故障多為封閉性故障；電纜中的銅屏蔽地線之間存在很大電阻，特別是接頭處，當(dāng)然還有產(chǎn)品質(zhì)量本身的問(wèn)題，造成在定點(diǎn)時(shí)整條電纜可聽(tīng)到聲音。針對(duì)這兩方面原因，采取以下各種方法來(lái)解決：

①采用音頻法。主要定點(diǎn)斷線和純短路這兩種故障?？朔兌搪窌r(shí)故障點(diǎn)聲音太小與整條電纜的聲音區(qū)別；斷線不放電這兩種情況。

②封閉性故障往往是在中間接頭處。此時(shí)可以尋找其振動(dòng)點(diǎn)?；蛘撸捎冒釀?dòng)接頭在電纜端頭測(cè)量直流電阻。該方法在多次實(shí)際中使用過(guò)。

③采用聲測(cè)法。著重區(qū)別故障點(diǎn)的放電音同其他聲音的區(qū)別。要抓住交聯(lián)電纜的非故障點(diǎn)的聲音較小且較沉。而故障點(diǎn)的聲音較大且清脆。離開(kāi)這個(gè)位置聲音馬上不一樣。再者要區(qū)別是否是電磁干擾。方法是提起探頭，仍有聲音，即是電磁干擾聲，非故障點(diǎn)放電聲。

4 結(jié) 語(yǔ)

電力電纜的普遍使用，故障測(cè)量也將越來(lái)越受到人們的重視。對(duì)于各種電纜故障只要正確地應(yīng)用“電橋法”，“低壓脈沖法”和各種“閃絡(luò)法”。電力電纜故障點(diǎn)的粗測(cè)一般不成問(wèn)題。而相對(duì)困難的是交聯(lián)電纜的定位問(wèn)題。只要膽大心細(xì)，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，正確操作儀器，便能很快找到故障點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李劍峰.電力電纜斷線故障點(diǎn)測(cè)試方法[J].煤礦機(jī)械，2010，（7）：45-46.

[2] 孫鵬舉.電力電纜故障探測(cè)[J].農(nóng)村電氣化，2008，（3）：60-61.