帶電電纜識別儀在低壓電纜臺區(qū)普查工作中的應用研究

顧 金，錢 忠，楊維榮

(國網上海市電力公司嘉定供電公司,上海 201800)

低壓臺區(qū)線損精細化管理是一項供電企業(yè)長期努力鉆研但卻難以攻克的難題，主要因為低壓臺區(qū)數量眾多，線損原因復雜，排查困難。低壓臺區(qū)線損主要分為技術線損和管理線損，對于網架結構已經相對比較固定和成熟的城市地區(qū)，技術線損方面降低線損幅度有限，側重點在改善管理線損方面[1]。文獻資料[1-3]研究表明，造成低壓臺區(qū)管理線損的因素主要有：① 臺區(qū)內用戶與變壓器對應關系不正確；② 系統(tǒng)變壓器變比、電流互感器倍率錯誤；③ 計量裝置存在誤差或故障等，其中因素①產生的原因為生產管理信息系統(tǒng)(PMS)中低壓線路與用戶供電點數據資料掛接錯誤，營銷系統(tǒng)未及時更新“變與戶”變動信息。文獻[4]提出一種基于臺區(qū)識別技術的配電變壓器與表計對應關系治理方法，僅可以解決用戶表計臺區(qū)隸屬問題，無法對低壓線路資料正確與否進行梳理。低壓架空線路清晰可見，較容易排摸清楚；低壓電纜線路埋設于地下，走向較為隱蔽，一旦變動割接未及時更新，原始資料(包括開發(fā)商自建電纜線路資料)不全或電纜首末端無標識或標識錯誤，將難以排查。

帶電電纜識別儀是一種基于脈沖電流和電磁耦合技術的電纜鑒別儀器，具有無需停電、測試方便且準確等特點。本文探索研究利用帶電電纜識別儀在低壓電纜臺區(qū)普查工作中進行應用，研判低壓電纜與用戶供電點關聯(lián)的正確性與否，從而修正相關圖形臺賬資料及臺區(qū)關聯(lián)信息。

1 帶電電纜識別儀的工作原理

帶電電纜識別儀由信號發(fā)射機和信號接收機兩部分組成，信號發(fā)射機在低壓電纜末端(特指受電端，本文以下相同)某相使用線夾式接線端接入并發(fā)射周期性脈沖電流信號，脈沖電流信號流經電纜線芯、過渡連接設備、架空線等至變壓器繞組低壓側，經零線及大地返回到發(fā)射機另一接線端，從而構成一個電流回路，如圖1所示。信號發(fā)射機利用所接的低壓電纜相對零線間電壓提供電源，由于接入帶電電路，為防止電路故障危及人員安全，采取就地保護接地。

圖1 帶電電纜識別儀工作原理圖

假設發(fā)射機發(fā)射脈沖電流幅值為I，流經大地的返回脈沖電流幅值為I0，流經零線的返回脈沖電流幅值為I1。則整個電流回路可以表示為

I=I0+I1

(1)

根據式(1)，流經整根電纜的脈沖電流為I-I1，幅值相當于I0的幅值。供電系統(tǒng)低壓電纜零線一般由金屬銅構成，回路電阻很小，而經大地的回路存在兩端的接地電阻以及土壤電阻，阻值遠比低壓電纜零線要大得多，這與文獻[5]的分析類似。因此，返回脈沖電流主要流經低壓電纜零線，流經大地的返回脈沖電流可以忽略不計，對外而言流經整根電纜脈沖電流近似為零。

同一臺區(qū)內若有多條低壓電纜兩端零線共阻接地時，返回的脈沖電流除流經大地外，還將通過所有低壓電纜的零線。假設有n根低壓電纜兩端零線共阻接地，則整個電路回路電流可以表示為

I=I0+I1+…+In

(2)

假設所有流經低壓電纜零線的返回脈沖電流幅值相同，忽略流經大地的返回脈沖電流，則流經所檢測的低壓電纜整根電纜的脈沖電流為(1-1/n)I，共阻接地低壓電纜越多，流經所檢測低壓電纜整根電纜的脈沖電流越大。然而，在實際供電系統(tǒng)中，低壓供電用戶最多為兩路，絕大多數用戶均為一路供電，因此流經整根電纜的脈沖電流較小。

信號接收機是在低壓電纜首端(特指電源端，本文以下相同)利用感應線圈耦合接收通過的脈沖電流所產生的磁場信號，并轉化為清晰的可見指示。同時，在感應線圈上明確指示方向為指向電源變壓器的方向，增加極性判斷的依據。通過信號接收機指示信號的頻率與信號發(fā)射機頻率相同，增加判斷的準確性。根據分析，接收感應線圈應耦合套接在信號發(fā)射機所接的相同相別的電纜某相上，這樣所接收的指示信號強度最大，如果感應線圈套接所檢測低壓電纜整根電纜外皮上，將無信號或指示信號較微弱。

2 現場應用接線及安全注意事項

現場應用帶電電纜識別儀時，正確的接線方式和方法才能保證檢測結果的正確和保障檢測人員的人身安全?，F場接線時，應首先在低壓電纜末端位置，按照接地保護線—零線—相線的先后順序將信號發(fā)射機接線端連接到待檢測低壓電纜上，檢測結束后拆除時順序相反。在接線過程中，檢測人員應戴絕緣手套，防止觸電，同時要保證接線夾子夾在低壓電纜有電部位的牢靠位置。當信號發(fā)射機接線接好發(fā)出斷續(xù)的脈沖電流信號后，安排一人現場看護，再在低壓電纜首端位置利用信號接收機進行檢測。檢測時，檢測人員同樣需戴絕緣手套，將感應線圈套接在與信號發(fā)射機所接相同相別的電纜一相上，此時信號接收機應接收到正確的指示信號，而將感應線圈套接在該低壓電纜其他相別上或其他電纜某相上，將無指示信號，套接在零線上將出現相反的指示信號。在套接感應線圈時，感應線圈上的指示方向應指向電源側方向。

3 現場應用存在的問題及解決措施

3.1 低壓電纜末端無法接信號發(fā)射機

低壓電纜末端所連接的為用戶供電點或其他電力設備，通常為低壓電纜終端接線盒(俗稱熔絲箱)，用戶配電柜或低壓架空線。在現場可能會出現電纜終端接線盒的門鎖已銹蝕無法打開，終端接線盒被用戶裝修后封閉，或低壓架空線與低壓電纜連接全絕緣等情況，此時線夾式接線端信號發(fā)射機將無法接入低壓電纜末端。

解決此類問題，將信號發(fā)射機的接線端口進行改裝，制作成可調換的接口，接口出線制作成線夾式接線端與插頭式接線端(與家庭電器一樣的插頭)兩種。在遇到低壓電纜末端無法接信號發(fā)射機線夾式接線端的情況時，可將信號發(fā)射機的接線端調換成插頭式，根據后續(xù)表計的連接情況將信號發(fā)射機插入用戶三孔插座上。需要注意的是，信號發(fā)射機使用插頭式接線端時，由于無法知曉用戶所接入用電的相別，在低壓電纜首端進行檢測時，應逐個相別進行檢測，只有一相指示正確，其他相均無指示，則表明檢測結果正確，同時也就間接知道了用戶接入用電的具體相別。

3.2 無法確認低壓電纜另一端位置

低壓電纜歷史路徑走向資料不全，割接變更未及時更新以及兩端銘牌缺失或模糊不清等情況將導致無法知曉所檢測低壓電纜的另一端位置，無法進行信號發(fā)射或接收檢測工作。

解決此類問題，可利用電纜路徑儀，在低壓電纜的已知端耦合接入高頻信號，并結合存有的工程建設資料，探測整個低壓電纜的路徑走向，從而找到低壓電纜另一端的位置，進而進行信號發(fā)射和接收檢測工作。由于電纜路徑儀所耦合接入的信號無方向性，因此與該低壓電纜所連接的其他低壓電纜上均會有高頻信號，可能會導致探測到的低壓電纜另一端位置并不是實際需要探尋的位置，可以根據電纜識別儀的檢測結果，判斷所探測結果的正確性。此時，需逐個探測、檢測，直至找到正確的低壓電纜，如果存有的資料準確可大大節(jié)約測尋的時間。

3.3 低壓電纜首端位置無法接入感應線圈

桿變臺區(qū)的低壓電纜是從裝在變壓器臺架旁的低壓零克箱上端引出，一般桿變臺架離地距離要求大于2.5 m，所以低壓電纜各相分叉處離地距離達到3 m以上，低壓跨越電纜首端位置還要更高，檢測人員無法將信號接收機的感應線圈套接入低壓電纜的相線上。因此，在檢測有登桿的低壓電纜時，應配備登桿工具，如腳扣皮帶，竹梯等。特殊情況還有地埋美式箱變臺區(qū)，低壓電纜是從地下引出，需打開蓋板，抽水并排風，遇到此種情況時，應調集外部力量協(xié)助，并配備下井木梯、水泵、排風扇、有毒氣體檢測儀、絕緣靴等。

4 現場典型應用

2017年4月，國網上海市電力公司嘉定供電公司普查工作人員，在嘉定鎮(zhèn)老城區(qū)內普查過程中發(fā)現10 kV塔12城中線4-5號桿05078總工會桿變臺區(qū)主副桿雙零克箱各出兩根YJV-0.6/1-4×70 mm2低壓電纜，現場僅有兩根電纜有銘牌標識，而PMS系統(tǒng)中僅畫有最新工程新敷設的一根低壓電纜，查詢有關該桿變的歷史工程建設資料，可查詢到兩條低壓電纜的工程信息(包括PMS中有的這根低壓電纜)，還有兩根低壓電纜無任何相關資料，因此無法判斷該四根低壓電纜的關聯(lián)屬性。

電纜運檢人員攜帶著帶電電纜識別儀、電纜路徑儀、竹梯及絕緣手套等儀器和工具前往現場。首先，利用帶電電纜識別儀確認了最新工程新敷設的這根低壓電纜關聯(lián)的正確性。然后，根據歷史工程建設圖紙資料，找尋另外一根低壓電纜的用戶側，然而現場用戶供電點表計均無，則利用電纜路徑儀對該低壓電纜進行路徑探測，最終找到該低壓電纜的末端位置，經帶電電纜識別儀檢測確認該低壓電纜就是所要找尋的低壓電纜，分析原因為該低壓電纜曾進行過工程割接沖長，用戶供電點已變更，然而工程資料未更新。還有兩根低壓電纜分別從兩零克箱出線，無法確認用戶供電點位置，則再利用電纜路徑儀探測電纜路徑，測尋到該兩根低壓電纜末端均位于一幢二層樓的墻壁上方，平行相隔5 m沿墻壁敷設至二樓，離地距離較高且全絕緣封閉，此時則至用戶側將信號發(fā)射機接線接口調換成插座式接線端，接入用戶插座，再至桿變側檢測區(qū)分出該兩根低壓電纜的對應關系。檢測完畢后，現場補充安裝了電纜銘牌標識，并在PMS系統(tǒng)中進行了相關圖形及臺賬的補錄工作。檢測前與檢測后PMS系統(tǒng)中的結果示意圖如圖2所示。

圖2 05078總工會桿變臺區(qū)檢測前后PMS系統(tǒng)結果示意圖

5 結語

帶電電纜識別儀為低壓電纜臺區(qū)普查工作提供了一種便捷、準確且無需停電的新式判斷方法。在現場實際應用中需根據實際情況配備輔助儀器或工具，并確保接線方式的正確。以一臺區(qū)為例，展示了帶電電纜識別儀在辨別低壓電纜臺區(qū)關聯(lián)屬性的主要應用過程，為帶電電纜識別儀在低壓電纜臺區(qū)普查工作中的應用提供參考。

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