10kV電纜故障查找中振蕩波電壓法的應用分析

吳卓豪

摘 要：通過介紹了震蕩波電壓技術(shù)的原理，并結(jié)合該方法的實踐應用，對10kV電纜故障查找中應用振蕩波電壓技術(shù)的深入探討，以提升振蕩波電壓技術(shù)在10kV電纜故障查找中的應用水平和效果，推動電力電纜行業(yè)更好更快的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：10kV電纜；故障查找；振蕩波電壓法；應用分析

前言

目前我國的城市化建設(shè)仍在快速的進行中，為了達到電力網(wǎng)絡(luò)的安全和美觀效果，很多城市中都在廣泛的使用電力電纜。由于電纜主要埋藏在城市的地下管道中，由于長期運行下負荷的不斷增長，加上檢修的不便，即使電纜發(fā)生故障，也很難及時精確的查找以及處理。因此在電纜故障發(fā)生之后的短時間內(nèi)，及時對電纜故障進行正確定位，是當前電纜故障查找定位技術(shù)的重點研究領(lǐng)域，關(guān)系到我國電力電纜的應用效果以及長期發(fā)展。

1 電纜故障定位查找技術(shù)概述

根據(jù)國內(nèi)外的技術(shù)研究情況來看，線式和離線式技術(shù)方法是當前電力電纜故障檢測的常用方法，在實踐中被廣泛應用。隨著電力電纜的規(guī)?；ㄔO(shè)，電力電纜檢測中的故障測距技術(shù)有了一定的進步和發(fā)展。雖然國內(nèi)外在電纜故障測距中會使用不一樣的方法，不過阻抗法和行波法一般都是電纜檢測人員所必須掌握的技術(shù)方法。其中阻抗法的基礎(chǔ)就是電纜線路數(shù)據(jù)形成的慢性。具體而言，阻抗法的原理就是利用電纜線路多端或者單端的電流、電壓測量數(shù)值，在線路參數(shù)模型的基礎(chǔ)上進行特殊故障方程的推導以及準確定位。相對于行波法，阻抗法的優(yōu)點就是高效快捷，操作難度低，但是由于電纜過渡電阻的影響，故障定位的精確度沒有行波法高。另一方面，行波法對于電纜故障的定位是通過測量測量端和故障位置的來回傳輸時間來判斷的。行波法的理論基礎(chǔ)并不復雜，和阻抗法相比受到線路不對稱和故障具體情形的影響比較小，因此在電纜故障檢查中有著廣泛的使用基礎(chǔ)。

2 振蕩波電壓法的原理分析

在沖擊高壓閃絡(luò)技術(shù)中，電纜檢測人員主要使用振蕩波電壓法來進行電纜故障的查找定位。振蕩波電壓法的原理就是根據(jù)電感線圈串聯(lián)會發(fā)生和諧振動和電纜等值電容的基本理論，促使電纜缺陷部位在和諧振動過程中出現(xiàn)局部放電的反應。電纜故障點在被穿透以前，直流電源就是儲能電容，當電流波反射系數(shù)是1的時候就表明高頻行波信號導致了直流電源發(fā)生短路情況。相反的在電纜遠端開通線路的話，電流波發(fā)射系數(shù)就相應的變?yōu)?1，并且這個時候高頻信號也會全部向方向射入。如果電纜上的高壓信號增幅數(shù)值開始高于故障部位臨界擊穿電壓的數(shù)值時，那么電壓波經(jīng)過故障位置一段時間以后，故障碘就會發(fā)生電離以及擊穿放電的反應。因此我們可以看出振蕩波電壓方法也是行波法在電纜故障查找定位中的主要運用，原理也是在故障定位建立在局部放電信號的基礎(chǔ)上。

3 振蕩波電壓法在10kV電纜故障查找中的運用

通過以上對振蕩波電壓法的原理分析，我們結(jié)合廣東電網(wǎng)江門新會供電局電纜檢測實踐，并在精密設(shè)備試驗的基礎(chǔ)上，對當前振蕩波電壓法在10kV電纜故障定位與缺陷查找中的使用進行分別論述。

3.1 振蕩波電壓法在故障定位中的運用

我們以該供電局一段10kV電纜為例進行分析研究，經(jīng)檢測電纜為YJV33型號，電纜上的電壓分別為9kV和15kV。電纜是3芯的，每芯截面的面積是240mm2，相應的長度為850m，電纜已經(jīng)運行為15年左右。在正式的試驗之前，我們首先使用信號發(fā)射裝置對檢測系統(tǒng)開始了校準工作。根據(jù)圖1所示情況，檢測系統(tǒng)在反射波和入射波接收過程中會導致信號衰減變大。

在試驗研究中，我們使用局部放電測量系統(tǒng)，并將施加的電壓調(diào)整為零。根據(jù)局部放電測試的情況，詳細記錄每一次的波形情況，在試驗過程中，振動頻率大約保持在395Hz左右。在10kV電纜試驗結(jié)束后，對電纜絕緣電阻再一次測量，顯示合格之后再開始采集數(shù)據(jù)的分析工作。結(jié)合不同的電壓施加情況下，電纜的三個相的數(shù)據(jù)可以推算出介質(zhì)損耗，并依據(jù)以上試驗得出了電壓變化不會引起介質(zhì)損耗的變化的結(jié)論。試驗電纜局部放電信號的典型情況如圖2所示。根據(jù)以上試驗，該10kV電纜在距離測試端大約720m的地方發(fā)生集中性放電，相關(guān)工作人員在對電纜故障處理的時候在718m的位置找到絕緣損壞處，并及時進行了檢修處理，試驗體現(xiàn)了振蕩波電壓技術(shù)方法造10kV電纜故障查找中的重要作用，對于故障位置的可以非常精確的定位。

3.2 振蕩波電壓法在缺陷定位查找中的運用

選擇該供電局一段10kV電纜進行研究試驗，該段電纜的型號被檢測為YJN32，電力電纜上的工作電壓分別為16kV和9kV。該電纜同樣為3芯，每一芯截面的面積是250mm2，相應的長度是870m。這條電纜運行了14年左右，在相關(guān)人員對其進行了干擾波和進行波測試，顯示數(shù)據(jù)符合本次試驗的標準，可以進行后續(xù)的有關(guān)的試驗。因此接下來試驗人員按照一定的順序?qū)υ撾娎|進行電壓施加試驗，并同樣對每一次的波形進行記錄和比較，在試驗中，技術(shù)人員將振蕩頻率維持在350Hz左右。在結(jié)束試驗時，再一次對電纜絕緣進行檢測，顯示合格以后開始分析收集到的數(shù)據(jù)。在對數(shù)據(jù)整理分析的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)在施加不一樣的電壓下，介質(zhì)損耗依然不會由于電壓的變化而變化。經(jīng)過試驗分析以及綜合推算，在該10kV電纜中距離測試端大約677m、450m的地方發(fā)生了集中性的部分放電。相關(guān)電纜檢測人員在具體檢查中發(fā)現(xiàn)，在該電纜上訴兩處位置確實存在電纜絕緣的情況，我們根據(jù)該試驗對該供電局10kV電纜入網(wǎng)前進行振蕩波電壓法的檢測，不僅準確的找到的缺陷位置并進行了修復處理，而且使用快捷方便，沒有較大的操作難度，有效避免了電纜中存在的安全隱患帶來的風險。

4 結(jié)束語

通過在10kV電纜故障查找中應用振蕩波電壓法，相關(guān)電力人員發(fā)現(xiàn)振蕩波電壓法可以準確及時完成故障實際測距和缺陷查找任務。在10kV電纜使用該技術(shù)方法，不僅快捷方便，而且定位故障的精確度較高。相關(guān)電力電纜檢測人員在故障檢查工作中，要注意電纜檢測是不是在離線情況下開展的，減少外界情況對于振蕩波電壓的精確度的影響，努力提高10kV電纜故障檢查工作的效果和效率。根據(jù)以上對10kV電纜故障查找中振蕩波電壓法的應用效果的分析探討，我們認為在10kV電纜故障查找中推廣應用振蕩波電壓技術(shù)是大勢所趨，滿足10kV電纜故障查找的實踐需要，也符合當前電纜檢測技術(shù)的發(fā)展方向。因此廣大電纜檢測工作人員應當努力學習先進電力科學技術(shù)，扎根10kV電纜故障檢查的實踐中去，因地制宜地推廣應用振蕩波電壓技術(shù)方法，促進10kV電纜故障檢查技術(shù)的不斷提高，推動整個城市電纜平穩(wěn)安全的運行。

參考文獻

[1]鹿洪剛，覃劍，陳祥訓，等.電力電纜故障測距綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，20.

[2]徐丙垠，李勝祥，陳宗軍.電力電纜故障探測技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.