關(guān)于電力電纜故障性質(zhì)的診斷及巡徑定位探討

陳鎮(zhèn)華

摘 要：因?yàn)殡娏﹄娎|大多采用直埋式，所以給故障診斷帶來(lái)了極大的難度，所以有必要對(duì)電力電纜的故障診斷，尤其是精確定位技術(shù)進(jìn)行深入研究，以更快、更準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)所在，為故障的快速排除提供有力支持。本文對(duì)電力電纜故障性質(zhì)的診斷進(jìn)行了分析，并就故障位置的快速、準(zhǔn)確判定進(jìn)行了探討，希望對(duì)電力電纜的運(yùn)行維護(hù)管理工作能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障診斷；巡徑定位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.185

現(xiàn)實(shí)中，出于節(jié)約土地資源和保護(hù)線路設(shè)備等目的，室外的電力電纜大多采用直埋式，但這同時(shí)也帶來(lái)了一些問(wèn)題，比如電力電纜一旦出現(xiàn)故障，那么搜尋起來(lái)就十分困難，有的甚至可能會(huì)花費(fèi)幾天的時(shí)間，不僅造成了對(duì)大量資源的浪費(fèi)，而且還會(huì)導(dǎo)致難以估量的停電損失。如何高效、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地查尋電力電纜的故障位置成為了電力運(yùn)行管理部門(mén)的工作重點(diǎn)。

1 電力電纜故障類型

對(duì)于電力電纜而言，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)很多故障都是由于絕緣破損引發(fā)的，具體則表現(xiàn)為兩大類：低阻的短路、開(kāi)路和斷路故障；高阻的泄露故障和閃絡(luò)故障。造成這些故障的因素比較多，但總的來(lái)說(shuō)無(wú)外乎是由于外力破壞、材料缺陷、絕緣老化變質(zhì)以及電纜受潮等因素造成的。從電纜的故障性質(zhì)來(lái)說(shuō)，故障類型又可以被分為接地故障、短路故障、斷路故障、閃絡(luò)故障以及因多種因素引發(fā)的綜合性故障等等。其中，接地故障是指因?yàn)殡娏﹄娎|單相或多相因被擊穿而發(fā)生接地；短路故障是線路的絕緣出現(xiàn)破損，所以導(dǎo)致相線直接形成短路；斷路故障顧名思義，就是相線出現(xiàn)斷裂，使得電力電纜的通電中斷；閃絡(luò)故障是一種隱蔽性較強(qiáng)的故障，它主要是由絕緣間隙放電造成的，具體則表現(xiàn)為絕緣被擊穿后又能恢復(fù)通電。雖然恢復(fù)正常后可以繼續(xù)通電，但故障問(wèn)題依然存在。與前幾類故障類型相比，閃絡(luò)故障的隱蔽性較強(qiáng)，通常難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往都是在開(kāi)展電壓試驗(yàn)時(shí)才能得到發(fā)現(xiàn)。

2 電力電纜故障性質(zhì)診斷

故障診斷主要是對(duì)故障的類型以及位置進(jìn)行判定，而故障性質(zhì)診斷與故障診斷有所不同，它主要側(cè)重于對(duì)故障的性質(zhì)進(jìn)行判定，比如是單相故障還是多相故障等等。具體而言，故障性質(zhì)診斷可以利用兆歐表對(duì)絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)。其中，單相線路對(duì)地絕緣電阻是線路不帶負(fù)載的情況下和大地之間的電阻大小。三相線路對(duì)地絕緣電阻是不帶負(fù)載的情況下，三相線路分別和大地之間的電阻大小，如果檢測(cè)到的絕緣電阻值非常大（正常值以上），則說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生短路，但應(yīng)檢查測(cè)試出來(lái)結(jié)果能否達(dá)到送電絕緣允許值；否則就說(shuō)明發(fā)生了短路故障。

在電纜對(duì)端已經(jīng)三相短路的條件下，可以用萬(wàn)用表對(duì)測(cè)試端的三相相間電阻進(jìn)行測(cè)試，如果測(cè)試結(jié)果非零，則可以判定電力電纜發(fā)生了相間短路故障，否則就說(shuō)明不存在相間短路故障。除了上述所列的各種方法外，在進(jìn)行故障性質(zhì)的診斷時(shí)，還可以參照故障發(fā)生時(shí)的跳閘情況、信號(hào)指示以及火花大小等進(jìn)行綜合判定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障性質(zhì)的綜合判定。

3 電力電纜故障粗測(cè)

在進(jìn)行故障判定時(shí)，可以采用低壓脈沖法或脈沖電流法進(jìn)行故障粗測(cè)，具體則通過(guò)對(duì)電纜一端進(jìn)行測(cè)試，借助對(duì)波形圖的觀察來(lái)測(cè)量電磁波的傳播時(shí)間，然后結(jié)合電磁波的傳播速度就能初始判定故障點(diǎn)到測(cè)試位置的距離，即從測(cè)試端到故障點(diǎn)間的電力電纜的長(zhǎng)度。當(dāng)前使用較廣的故障測(cè)試儀已經(jīng)集成了自動(dòng)化模塊，而且具有測(cè)量精度高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。低壓脈沖法主要被用于實(shí)現(xiàn)對(duì)低阻、短路以及斷路故障的測(cè)試。脈沖電流法則主要被用于對(duì)電纜相間、高阻以及閃絡(luò)故障的測(cè)試。

4 電纜路徑的測(cè)尋

現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)進(jìn)行電力電纜的故障測(cè)試時(shí)，路徑測(cè)試對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)產(chǎn)生重要影響。我們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)設(shè)施美觀或者方便道路、橋梁的架設(shè)等目的，電力電纜主要采用直埋式，再加上設(shè)施的建設(shè)時(shí)間可能比較早，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)和施工資料可能存在較多遺失，而這就又進(jìn)一步增加了電纜故障點(diǎn)位置確定的難度。因此，對(duì)直埋式電纜的設(shè)計(jì)、施工等資料進(jìn)行妥善保留具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)遭遇運(yùn)行資料缺失時(shí)，工作人員可能無(wú)法確定電纜的路徑，此時(shí)就需要借助一些儀器設(shè)備對(duì)電纜的路徑和走向進(jìn)行確定。我們一般使用較多的測(cè)尋設(shè)備是電纜路徑探測(cè)儀，如圖1所示。該設(shè)備可以利用電磁波對(duì)直埋式電纜的路徑進(jìn)行探測(cè)，具有探測(cè)深度大的優(yōu)點(diǎn)，是一種在實(shí)踐中被證明可靠有效的方式。在使用電纜路徑儀時(shí)，要注意先將電纜進(jìn)行充分放電。

5 電纜故障精確定位

考慮到電力電纜在地下的路徑走向可能不是直線，所以電磁波的傳播速度也不是恒定值，再加上相關(guān)測(cè)試儀器設(shè)備具有一定的誤差影響，所以導(dǎo)致最終得到的測(cè)量數(shù)據(jù)肯定會(huì)存在偏差。因此，在通過(guò)儀器獲得測(cè)距后，還需進(jìn)一步對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位。常用的故障精確定位方法有依靠聲測(cè)的，也有采用聲磁波同步檢測(cè)的。因?yàn)槁暡ê碗姶挪ǖ乃俣炔灰粯?，由于聲波和電磁波的傳播速度不同，所以同步信?hào)的測(cè)量存在時(shí)間差，利用該時(shí)間差就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的精確定位，這比單純利用聲波測(cè)量的精確度更高，所以后者的可靠性和準(zhǔn)確度也相對(duì)更高。

6 結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)殡娏﹄娎|大多采用直埋式，所以給故障診斷帶來(lái)了極大的難度，所以有必要對(duì)電力電纜的故障診斷尤其是精確定位技術(shù)進(jìn)行深入研究，以更快、更準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)所在，為故障的快速排除提供有力支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海霞.10kV配網(wǎng)電力電纜故障檢測(cè)自動(dòng)定位技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（10）：241.

[2]王勇，李曦.電纜故障檢測(cè)方法及其應(yīng)用[J].艦船電子工程，2016，36（04）：128-132.