高壓電纜故障測距及定位方法研究

韓磊 袁大玲 張承習 戚夢輝

摘要：隨著時代經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展，現(xiàn)代社會對于電力的依賴性越來越高，因此對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求也隨之越來越高。高壓電纜是電力電纜中的一種，一般用于電力的傳輸和分配，在電力供用系統(tǒng)中起到極其重要的作用。本文將對于高壓電纜故障測距及定位方法研究進行分析和探討。

關鍵詞：高壓電纜;故障測距及定位方法

1高壓電纜故障分析

高壓電纜是供電設備和用電設備之間的“連接線”，因為應用范圍較廣、應用時間較長，很容易出現(xiàn)故障。一般來講，高壓電纜故障的原因分為基本四類：廠家制造原因、施工質量原因、設計單位設計原因、外力破壞原因。由于電纜埋在地下，不會影響外部環(huán)境的整潔美觀更不會對道路造成妨礙和影響，這也直接促成了近些年來高壓電纜的應用越來越多，成為電力供應的中堅力量。有利必有弊，電纜的頻繁使用必然會出現(xiàn)故障，由于其埋在地下的特性，在查找故障時就需要進行測距、定位定點這兩個步驟。

2高壓電纜故障測距定位方法

（一）脈沖法

脈沖法包括低壓脈沖法和高壓脈沖法。用儀器向故障電纜中發(fā)射出一個低壓電纜信號，信號在遇到低阻故障、短路故障、開路故障時都會出現(xiàn)反射，反饋回一個反射脈沖信號，依據(jù)從發(fā)射脈沖到收到反射脈沖信號這一段的時間和脈沖信號在電纜中的傳遞速度，經(jīng)過計算便可以判斷出電纜故障點的距離。

像電纜經(jīng)過長時間超負荷供電后就會容易造成短路故障，這種情況一般只需要利用低壓脈沖法就可以完成測距。這種方法較為簡單，適用于比較容易的低阻、短路、開路故障測距，在檢測高壓電纜故障測距中應用較多。

高壓脈沖法的本質主要是進行多次低壓脈沖，也就是多次脈沖法。當故障點短路電弧熄滅后，再發(fā)射一個低壓測試脈沖，可測得電纜的開路全長波形。前后兩次采集到的波形同時顯示在一個屏面上并自動靠攏、對齊、疊加。開路全長波形與發(fā)射脈沖同極性，故障反射波形的極性與發(fā)射脈沖極性相反，且一定在全長距離以內(nèi)。故障點以前的兩個測試波形，在規(guī)律上重合得很好，一旦越過故障點，兩個波形就產(chǎn)生明顯離散，不再重合。兩條曲線的離散點就是故障點距測試端的距離。”相較于低壓脈沖法，這種方法適合用于更為復雜的電纜故障測距，且更為精準。在進行高壓脈沖法檢測時，要首先測量電纜的全長，以便后面測量故障距離，保存波形，然后就可以根據(jù)脈沖信號反饋回來的波形進行計算判斷，確定故障點距離。

（二）高壓電橋法

采用了四端法電阻測量原理，定位精準度較高。比較適合用于各種電纜的擊穿點和沒有擊穿但絕緣電阻偏低點的定位，也可以應用于電纜廠內(nèi)各種線纜的缺陷點定位。這種方式的定位沒有盲區(qū)，且較為準確、使用便捷。

像長度較短、路況平整、埋藏較淺的電纜故障，一般故障多是因為在施工時受損或者本身質量問題，這種簡單故障就可以利用高壓電橋電纜故障儀來進行檢測，以確定故障點的基本距離。

（三）跨步電壓定點法

向被測的電纜發(fā)送脈沖信號，電纜的故障點假如破損處靠近大地，在故障點附近就會存在跨步電壓現(xiàn)象，故障點前、后電壓方向相反。絕大多數(shù)情況下故障都是電纜已破損并接近大地，可以直接利用跨步電壓定點法進行測距定點。這種方法較為簡單，容易上手，適合普通技術人員上手操作。

由于跨步電壓法是一種沿著電纜進行全線測試的方法，那么當電纜長度過長時，無論是路況因素還是測量難度，工作量的難度和時間就會加大，很難進行全路程測試工作。這種情況下可考慮利用脈沖法或電橋法測試和跨步電壓定點法進行配合使用。用脈沖法或者電橋法測試故障點的大概距離，再進行跨步電壓法或聲磁同步等方法定點。這種方法較為復雜，對于操作人員的技術性要求較高，但是測距定點更為準確。

（四）電磁預定點法

是一種給被測的高壓電纜施加高壓沖擊脈沖信號，然后再根據(jù)故障點前后所反饋回來收到的電磁波信號的差異來判斷故障位置的定點方法。適合應用于不易測量的電纜故障定點。

（五）音頻定點法

音頻定點法是一種向被測電纜發(fā)送音頻信號，根據(jù)故障點前后所收到的音頻信號的差異來判斷故障位置的方法。一般來說對于低阻、短路、斷路故障探測較為有效，和電磁預定法性質差不多相同。

依據(jù)音頻定點法和電磁預定法的特性，我們可以將其用于測量埋藏較深的電纜故障和電纜設計問題所導致的故障，利用音頻信號和電磁信號反饋回來的信息進行計算，判斷故障點位置。

3高壓電纜故障測距定點方法分析

脈沖法和高壓電橋法兩者各有優(yōu)勢，技術操作人員可以依據(jù)自身情況進行操作使用。脈沖法的測距精準度較高，但是需要技術人員有嫻熟的操作經(jīng)驗，對技術人員操作水平要求較高，因此這種方法比較適合工齡較長的技術人員進行使用。高壓電橋法雖然精確度不如脈沖法高，但是有儀器進行輔助，技術人員操作上手比較容易，適合技術不純熟的操作員進行使用。像嚴重受潮的或絕緣嚴重不平衡的電纜故障脈沖法不易進行探測，但是高壓電橋法卻可以很容易的進行探測。我們可以將脈沖法和電橋法結合起來使用，這樣在測距定點過程中遇到的絕大部分測試困難就都可以解決，然后完成測距定點。

像故障定點則可以將音頻定點法和電磁預定法進行結合使用，可以通過磁波和聲波在電纜內(nèi)的傳送速度和時間反饋回來的信息確定故障點，這種結合起來的定點方式又成為“聲磁同步法”，這種測故障定點方式雖然較為復雜，但是定點準確度算是幾種方法中最為精準的一種，非常適合檢查不易探測的電纜故障點位置。

總結

當今時代對于電力設備系統(tǒng)的依賴性越來越高，因此在日常的生活中更要注意電器的規(guī)范使用，而相關供電部門也要注意平常的日常檢查、維修工作，以維護供電系統(tǒng)在平時的正常運作。電纜作為供電系統(tǒng)中起到連接、溝通的設備，在選擇時更要注意材料設計等方面，同時在施工時也要注意電纜埋藏地段的路況以及施工情況，在平時的使用中時常派出技術人員進行檢測，注意維護，以確保整個供電系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

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