電纜故障測試方法和查找定位研究

【摘要】電力系統(tǒng)是促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)，而電力電纜又在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。所以對電纜的故障測試以及精確定位、查找其發(fā)生故障的位置，也成了保證電力系統(tǒng)安全發(fā)展的重要步驟。本文針對如何對電纜故障進(jìn)行測試以及查找其出現(xiàn)故障的地點(diǎn)做了概述和研究。

【關(guān)鍵詞】電纜故障測試；查找定位；電力系統(tǒng)

一.引言

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高，也對電力提供的要求越來越高，因此電力系統(tǒng)也必須提高其提供能力來滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)要求。因此對于在電力系統(tǒng)中運(yùn)用的非常廣泛的電力電纜，就必須保障電纜的安全運(yùn)行。否則，不僅對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，也會對電力公司造成經(jīng)濟(jì)損失。

電纜故障的測試和查找定位就有著不可替代的影響和作用，現(xiàn)如今我國城鄉(xiāng)的建設(shè)和科技發(fā)展，使得電纜逐漸由明線方式改為地埋方式，這樣就會造成比架空輸電線路的故障檢測要有一定的難度。并且，如果故障點(diǎn)的檢測結(jié)果與實(shí)際出現(xiàn)故障點(diǎn)的位置差距較大，就會使其故障查找失去了意義，并有可能造成安全隱患。

二.電纜故障原因

電力系統(tǒng)中電纜出現(xiàn)故障有很多種原因，所以必須對出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行快速排除，查找原因及故障發(fā)生點(diǎn)，并及時(shí)解決故障，就可以有效減少停電時(shí)間，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

斷線故障：這類故障比較常見，電纜的各個(gè)線芯之間的絕緣效果都很好，但是有其中的某一個(gè)線芯或幾個(gè)線芯的導(dǎo)體不連續(xù)。一般由于機(jī)械損傷，絕緣老化。因?yàn)殡娎|長期在通電作用下工作，介質(zhì)也會發(fā)生不同程度的物理和化學(xué)變化。

過熱：電力電纜的長期負(fù)載負(fù)荷運(yùn)作，會造成電纜長期處于過熱的狀態(tài)，另外在出現(xiàn)火災(zāi)或者其他熱源，更有甚者是長期受到熱輻射的作用，或者電纜安裝在電纜分布密集區(qū)、通風(fēng)不善的地方、在干燥管中的電纜以及電纜和熱力管道接近的地方，都會造成電纜本身由于受熱時(shí)間過長造成絕緣層加速損壞，容易出現(xiàn)電纜故障。

高、低阻故障：高阻故障指的是高電阻接地或者由短路引起的電纜故障，主要包括泄露性故障和閃絡(luò)性故障這兩種極端形式；低阻故障指的是低電阻接地或者短路引起的電纜故障。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，電力電纜在運(yùn)行中出現(xiàn)故障的原因有75%都是由于高阻故障引起的。

質(zhì)量原因：也有一些電力電纜出現(xiàn)故障的原因是因?yàn)殡娎|本身設(shè)計(jì)的不合格，電纜本體以及電纜附件的質(zhì)量有缺陷，或者由于設(shè)計(jì)原因造成的防水不嚴(yán)格，選材不妥當(dāng)，工藝程序步驟不合理，都會影響電力電纜的安全工作。

三.故障測試以及查找定位方法研究

電纜故障的測試一般要經(jīng)過幾個(gè)步驟：性質(zhì)診斷、故障測距、精測定點(diǎn)。性質(zhì)診斷主要是初步判斷故障出現(xiàn)的性質(zhì)，大概確定適當(dāng)?shù)臏y試方法來對電纜故障進(jìn)行判斷；粗測距離是在出現(xiàn)故障的電纜線上添加測試信號，初步確定故障的距離，為后期的精測定點(diǎn)做好準(zhǔn)備；精測定點(diǎn)就是在之前粗測的基礎(chǔ)上，精確的渠道故障點(diǎn)出現(xiàn)的位置，并及時(shí)進(jìn)行修理。

目前，比較常用的電纜故障測試方法是離線測距方法，是在出現(xiàn)故障的地點(diǎn)停電后，通過相關(guān)的設(shè)備離線測量故障出現(xiàn)的距離的離線測距方法。這種方法也存在其弊端，比如測距時(shí)間較長，另外高壓測試設(shè)備也會對檢修人員造成人身不安全的隱患。離線測距主要分為阻抗法和行波法。

阻抗法是通過測量并計(jì)算發(fā)生故障點(diǎn)到測量端的阻抗，再根據(jù)電力電纜的線路參數(shù)，再通過一定的計(jì)算得到故障距離。其中最常用的方法是電橋法，此方法簡單、精度高，但是一般只適用于高阻故障和閃絡(luò)性故障，并且需要提前知道電纜線路的具體參數(shù)，否則會有誤差較大的現(xiàn)象出現(xiàn)。行波法是通過確定行波傳播速度后，在測量行波的傳播時(shí)間來確定故障發(fā)生的地點(diǎn)。比較常用的有低壓脈沖反射法和脈沖電壓法，低壓脈沖反射法在測量時(shí)候不需要知道詳細(xì)的電纜參數(shù)，但缺點(diǎn)是不能用于測量高阻故障和閃絡(luò)性故障。

現(xiàn)如今，發(fā)展最為迅速的是在線測距，通過和GIS技術(shù)進(jìn)行結(jié)合能快速準(zhǔn)確的測量故障發(fā)生點(diǎn)。GIS技術(shù)能把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起，比如說查詢、管理和統(tǒng)計(jì)分析等。GIS能得到廣泛的應(yīng)用，就在于它可以區(qū)別于其他的信息系統(tǒng)，可以對空間信息的存儲進(jìn)行管理分析，也正是因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)勢，GIS可以在廣泛的公眾和個(gè)人企業(yè)事業(yè)單位中發(fā)揮解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等的重要作用。因此通過在GIS電力系統(tǒng)中輸入各個(gè)電纜的信息，然后把測試結(jié)果和GIS數(shù)據(jù)庫連接到一起，就可以找到故障發(fā)生點(diǎn)和實(shí)際位置相對應(yīng)的準(zhǔn)確定位，可以方便維修。當(dāng)然這就需要較完善的電纜以及地理信息資料，軟硬件的完美結(jié)合，在線監(jiān)測的并行應(yīng)用。其中有一種基于高速光電傳感技術(shù)的電纜故障測距方法，就是利用電纜發(fā)生故障的同時(shí)，會在故障發(fā)生點(diǎn)向電纜兩端同時(shí)傳播浪涌電流，通過到達(dá)電纜兩端的時(shí)間差，根據(jù)公式和浪涌電流在電力電纜中的傳播速度，計(jì)算出電纜故障的發(fā)生點(diǎn)，準(zhǔn)確定位故障。

四.結(jié)束語

電力電纜的安全運(yùn)行是國家電力系統(tǒng)的基本要求之一，因此做好電纜故障的查找方法并且能投入實(shí)際應(yīng)用中，在發(fā)生事故的第一時(shí)間對故障進(jìn)行測試、定位和維修，才能提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率，保證電力的安全、持續(xù)的供電，滿足廣大人民的生活和工作需求。

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