電力電纜故障性質(zhì)的診斷及巡徑定位

李玉森　郝孟超　王玉科

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，新型現(xiàn)代化電力設(shè)備得到了更好的應(yīng)用，人們對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求，作為電能載體的電纜出現(xiàn)故障日益增多，為提高電力故障檢修效率，保證供電的可靠性，需要對(duì)出現(xiàn)故障的位置快速準(zhǔn)確探測(cè)，本文主要分析電力電纜在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)的故障，結(jié)合電纜故障測(cè)試儀的使用，探討電纜故障的排除方法。

關(guān)鍵詞：電纜故障 性質(zhì)診斷 巡徑定位

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的電力設(shè)備應(yīng)用在生產(chǎn)當(dāng)中，電力電纜作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，以其安全可靠，有效節(jié)約土地資源等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于室外電力電纜的敷設(shè)一般采用直埋式，具有隱蔽性特點(diǎn)，一旦發(fā)生故障，尋找起來十分困難，往往需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)甚至幾天時(shí)間，不僅浪費(fèi)大量的人力物力，還會(huì)造成難以估計(jì)的停電損失，如何準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)的查尋到電力電纜故障成為了各個(gè)部門日益關(guān)注的問題。

一、電力電纜故障類型

電力電纜故障是由于絕緣破損而引起的，一般故障的類型大體分為兩大類：低阻的短路、開路和短路故障，高阻的泄露故障和閃絡(luò)性故障。電纜故障的產(chǎn)生原因主要有外力破壞、材料缺陷、絕緣老化變質(zhì)、電纜受潮以及運(yùn)行環(huán)境等諸多因素所導(dǎo)致。按照電纜故障性質(zhì)主要有接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡(luò)故障和多種原因的綜合故障。

接地故障是指埋入地下的電力電纜單相或者多相被擊穿后接地；短路故障是指電力電纜相線之間絕緣完全破損形成短路，該型故障主要由于電纜老化變質(zhì)、絕緣受潮、過熱等原因造成；斷線故障是指電纜的單相或多相斷裂而發(fā)生的故障；閃絡(luò)故障是由于絕緣存在間隙放電，造成絕緣擊穿，絕緣擊穿后又恢復(fù)正常，雖然該故障點(diǎn)仍能通電，沒有形成斷路，但此時(shí)的電纜仍然存在故障。這類故障隱蔽性較強(qiáng)，一般情況下很難發(fā)現(xiàn)，只有在進(jìn)行電壓實(shí)驗(yàn)時(shí)才可以發(fā)現(xiàn)。

二、電力電纜故障性質(zhì)診斷

所謂診斷電纜故障性質(zhì)就是指確定電纜故障是高阻還是低阻；是閃絡(luò)還是封閉性故障；是接地、短路、斷線還是混合的；是單相、兩相還是三相。

利用兆歐表進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，分別測(cè)試AB、AC、BC、A與地、B與地、C與地之間的絕緣電阻值，如果測(cè)量電纜絕緣電阻值非常大說明沒有發(fā)生短路故障，如何測(cè)量電纜絕緣電阻值非常小說明發(fā)生了短路故障。利用萬(wàn)用表進(jìn)行三相導(dǎo)通試驗(yàn)，判定電力電纜是三相故障還是兩相、單相故障，在測(cè)試端利用萬(wàn)用表測(cè)量三相相問電阻，因?yàn)殡娎|對(duì)端已做三相短路，如果測(cè)試三相相問電阻值為零，則可以判斷電力電纜沒有發(fā)生斷線故障，如果測(cè)量相問電阻不為零，則說明存在斷線故障。同時(shí)還可以參照短路時(shí)出現(xiàn)的火花大小判別具體情況，參照故障出現(xiàn)時(shí)發(fā)生的跳閘以及各種信號(hào)指示，進(jìn)行初步的故障性質(zhì)診斷。

三、電力電纜故障粗測(cè)

使用低壓脈沖法或脈沖電流法從直埋電力電纜一端進(jìn)行測(cè)試，從波形顯示屏幕上可以測(cè)量出電磁波傳播時(shí)間，根據(jù)電磁波的傳播速度即可得出故障點(diǎn)到測(cè)試點(diǎn)的距離，這也就是直埋電纜從測(cè)試端到故障點(diǎn)的長(zhǎng)度。目前常用的是電纜故障測(cè)試儀，它具有全自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量精度高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。低壓脈沖法主要是針對(duì)電纜的低阻、斷線和短路故障，當(dāng)波形是向上時(shí)，說明故障是開路故障，當(dāng)波形是向下時(shí)，說明故障是短路故障。脈沖電流法主要針對(duì)電纜相鎧、相問、高阻及閃絡(luò)故障。

四、電纜路徑的測(cè)尋

在電纜故障測(cè)試中，路徑的尋找對(duì)整個(gè)測(cè)試結(jié)果起著至關(guān)重要的影響。目前我們?cè)陔娏╇娫O(shè)施建設(shè)過程中，為了設(shè)施的美觀、道路的設(shè)置、橋梁的架設(shè)等因素，大量使用直埋式電力電纜，加之設(shè)施建設(shè)發(fā)展持續(xù)較長(zhǎng)，又經(jīng)歷了好幾個(gè)發(fā)展歷程，過去保留下來的施工資料極少，更談不上完整，因此保留現(xiàn)有直埋式電力電纜資料是查找故障電纜的—項(xiàng)極其重要的工作。對(duì)于電纜資料的缺失，工作人員對(duì)電纜路徑的不明確，我們必須使用儀器探明電纜的路徑和走向，方便電纜的故障定點(diǎn)。我們常用的探測(cè)設(shè)備就是電纜路徑儀。該儀器是利用電磁波原理對(duì)直埋式電纜路徑探測(cè)和埋置深度測(cè)量常用而又有效的方法，使用該儀器應(yīng)該注意在測(cè)試前將電纜充分放電并將電纜兩端懸空，尋找一個(gè)良好的接地并將被測(cè)電纜相對(duì)端接地。

五、電纜故障精確定位

由于直埋式電力電纜路徑不是絕對(duì)的直線，電磁波傳播速度也不是恒定值，再加上電纜故障測(cè)試儀的測(cè)距誤差，因此電纜故障測(cè)試儀自動(dòng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有一定偏差，所以在測(cè)距后，就必須以粗側(cè)結(jié)果為依據(jù)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位。常用的電纜故障精確定位方法有聲測(cè)法和聲磁波形同步法。聲測(cè)定點(diǎn)法是當(dāng)電纜故障測(cè)試儀粗測(cè)出故障距離后，利用高壓信號(hào)發(fā)生器在故障電纜測(cè)試端給故障線芯加上高壓，使故障點(diǎn)閃絡(luò)放電，同時(shí)用綜合定點(diǎn)儀在粗側(cè)故障點(diǎn)附近來聽測(cè)故障點(diǎn)的放電聲，查找出故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。聲磁波形同步定點(diǎn)法是利用高壓信號(hào)發(fā)生器給故障線芯加上高壓，在故障點(diǎn)除產(chǎn)生放電聲外，還會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波，用聲磁探頭同時(shí)接收聲信號(hào)和磁信號(hào)時(shí)，由于聲波與電磁波的傳播速度不同，利用聲磁波形同步定點(diǎn)儀測(cè)出聲信號(hào)和磁信號(hào)的時(shí)間差，時(shí)間差最小點(diǎn)即為故障點(diǎn)的精確位置，這是方法是比較可靠和準(zhǔn)確的方法。

六、結(jié)語(yǔ)

電力電纜在供電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，但是電纜故障又會(huì)對(duì)用電部門造成極大不便，而電力電纜故障檢測(cè)又是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作，因此，只有熟練掌握故障性質(zhì)診斷、故障距離粗側(cè)、電纜路徑測(cè)尋、故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位四個(gè)方面的知識(shí)，才能更快、更準(zhǔn)地找出電纜故障位置所在，為迅速排除故障提供有力支持。