電力電纜故障測(cè)試技術(shù)在供電企業(yè)的應(yīng)用

王傳寶

摘要：電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，和電力電纜具有密切的關(guān)系。如果電力電纜發(fā)生故障，電力系統(tǒng)就不能順利運(yùn)行。而目前的大形勢(shì)下，一旦造成斷電停電的現(xiàn)象，國(guó)民經(jīng)濟(jì)就會(huì)遭受損失，如果不能夠及時(shí)排查故障所在地，及時(shí)解決問(wèn)題，造成長(zhǎng)時(shí)間停電的現(xiàn)象，那么整個(gè)經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的。因此，如何快速準(zhǔn)確地在整個(gè)電網(wǎng)中判斷出故障點(diǎn)，已然成為世界上所有國(guó)家在電力工程領(lǐng)域的專家們爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文主要介紹了在幾種不同情況下，其相應(yīng)的故障排除法，降低故障的發(fā)生率，減少經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：電力電纜 故障測(cè)試 測(cè)試技術(shù) 設(shè)備；

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5349（2018）09-0251-02

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平快速提高，電纜電網(wǎng)的數(shù)量和密度也越來(lái)越大。電纜數(shù)量增多和長(zhǎng)時(shí)間的工作環(huán)境，導(dǎo)致故障頻率增加。由于電纜線路的隱蔽性很強(qiáng)，測(cè)試設(shè)備和技術(shù)有限等原因，電纜故障檢測(cè)的效率很難提升。因此，如何有效地進(jìn)行電纜故障檢測(cè)，確保電力供應(yīng)的安全性，是電力電纜運(yùn)營(yíng)管理的重要內(nèi)容。

一、電纜故障的原因

總結(jié)分析導(dǎo)致電纜發(fā)生故障的常見(jiàn)原因，可以減小電纜損壞的程度與頻率，有利于找出故障發(fā)生部位。通常情況下，導(dǎo)致電纜發(fā)生故障的原因有：

（一）機(jī)械損傷

（1）在安裝電力電纜的時(shí)候由于過(guò)大的牽引力，對(duì)電纜造成損傷，也可能是電纜過(guò)度彎曲，導(dǎo)致電力電纜遭到破壞。（2）完成安裝工作后，在電纜附近具有其他工程的施工，電力電纜受到外力損傷。（3）在電纜附近行車荷載的作用下，損害電纜的鉛鋁包。（4）受自然災(zāi)害的影響造成電纜損傷：比如因?yàn)橥恋爻两翟斐衫^(guò)大，使得導(dǎo)體、中間接頭拉斷。[1]

（二）絕緣受潮

電纜受潮的原因有以下幾點(diǎn)：第一，金屬護(hù)套腐蝕穿孔，或者被外物刺傷；第二，電纜制造不良，金屬護(hù)套產(chǎn)生裂縫或者小孔；第三，由于安裝不良、結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密，終端盒、接頭盒進(jìn)水。

（三）絕緣老化變質(zhì)

受到電場(chǎng)的影響，電力電纜絕緣介質(zhì)中的氣隙產(chǎn)生游離現(xiàn)象，進(jìn)而使得絕緣性能降低。溫度過(guò)高會(huì)造成絕緣老化變質(zhì)。電纜中氣隙發(fā)生游離，會(huì)導(dǎo)致局部溫度過(guò)高，進(jìn)而使得絕緣碳化。造成電纜溫度過(guò)高的重要原因之一是電纜過(guò)負(fù)荷。如果電纜所在區(qū)域的通風(fēng)情況不好，會(huì)使得電纜溫度增加，加快電纜絕緣損壞的速度。此外，如果電纜鋪設(shè)于干燥的管道或者其附近具有熱力管道，也會(huì)增加電纜溫度。

（四）過(guò)電壓

在大氣過(guò)電壓的影響下，可能會(huì)使得電纜絕緣發(fā)生擊穿，進(jìn)而導(dǎo)致電纜發(fā)生故障，一般情況下是因?yàn)閾舸c(diǎn)存在問(wèn)題導(dǎo)致的故障。

（五）制作、設(shè)計(jì)工藝不良

終端頭、中間接頭電場(chǎng)分布、防水設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，選用的材料不合適，沒(méi)有按照規(guī)程進(jìn)行制作、工藝不良等導(dǎo)致電纜發(fā)生故障。[2]

（六）材料缺陷

材料上的缺陷體現(xiàn)在以下方面：（1）對(duì)絕緣材料的維護(hù)、管理不善，導(dǎo)致電纜老化、受潮；（2）電纜附件上存在問(wèn)題，比如零件組裝不嚴(yán)密、不符合規(guī)定，瓷件機(jī)械強(qiáng)度不夠，鑄鐵件存在砸砂眼等等；（3）電纜制造上存在的問(wèn)題，鉛鋁護(hù)層上存在缺陷；包纏絕緣的時(shí)候，紙絕緣存在重疊間隙、破口、裂損、褶皺等問(wèn)題。

（七）護(hù)層腐蝕

因?yàn)殡s散電流、地下酸堿腐蝕等的影響，電纜鉛外包受到腐蝕的情況出現(xiàn)穿孔、開(kāi)裂、麻點(diǎn)等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致故障的發(fā)生。

（八）電纜的絕緣物流失

在鋪設(shè)油浸紙絕緣電纜的時(shí)候，電桿處于戶外頭、地溝凹凸不平，因?yàn)榇嬖谳^大的高低落差，絕緣油從高處流向低處，使得絕緣性能降低，造成電纜故障。

二、電纜故障探測(cè)步驟

（一）性質(zhì)診斷

對(duì)電纜故障性質(zhì)進(jìn)行診斷，也就是對(duì)故障程度、類型進(jìn)行確定，測(cè)試人員才能進(jìn)行對(duì)癥下藥，進(jìn)而選擇相應(yīng)故障測(cè)距、定點(diǎn)方法。

（二）測(cè)距

故障測(cè)距也叫粗測(cè)，使用儀器在電纜一端測(cè)定故障距離，通常具有古典電橋法、現(xiàn)代行波法兩種。

（三）定點(diǎn)

故障定點(diǎn)也被稱為精測(cè)，結(jié)合電纜的走向以及測(cè)距的結(jié)果，對(duì)故障發(fā)生部位進(jìn)行明確，然后通過(guò)放電聲測(cè)方法，在較小范圍中確定故障點(diǎn)發(fā)生的精確部位。

一般情況下，探測(cè)電力電纜故障需要性質(zhì)診斷、測(cè)距以及定點(diǎn)三大環(huán)節(jié)。例如沒(méi)有進(jìn)行電力電纜故障的測(cè)距，僅僅是通過(guò)放電聲測(cè)方法實(shí)施定點(diǎn)，這是很難精確判定故障位置的。如果故障距離與大體方位已經(jīng)明確，在小范圍內(nèi)將定點(diǎn)儀器進(jìn)行來(lái)回移動(dòng)，通過(guò)放電聲測(cè)法進(jìn)行故障點(diǎn)的探測(cè)就比較容易了。

三、常見(jiàn)的電纜故障測(cè)試方法

（一）低壓脈沖反射法

這種方法也叫雷達(dá)法，是基于二次世界大戰(zhàn)雷達(dá)發(fā)明的方法，通過(guò)對(duì)故障點(diǎn)發(fā)射脈沖、反射脈沖時(shí)間差進(jìn)行測(cè)距的。這種方法的優(yōu)勢(shì)是直觀、簡(jiǎn)單，不用了解電纜準(zhǔn)確長(zhǎng)度等資料。結(jié)合脈沖反射波能夠?qū)﹄娎|接頭、分支點(diǎn)位置進(jìn)行識(shí)別。其缺點(diǎn)是在測(cè)量高阻與閃絡(luò)性故障時(shí)并不適用。[3]

（二）脈沖電壓法

也叫閃測(cè)法，這種方法是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的測(cè)試方法。首先在脈沖高壓信號(hào)、直流高壓作用下，將故障擊穿，再對(duì)故障點(diǎn)、觀察點(diǎn)兩者之間放電電壓脈沖的往返時(shí)間進(jìn)行測(cè)定。脈沖電壓法最大的特點(diǎn)就是不用燒穿高阻與閃絡(luò)性故障，在故障擊穿過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生瞬間的脈沖信號(hào)，具有較高的測(cè)試速度，并且測(cè)量步驟也極為簡(jiǎn)便。

脈沖電壓法的缺點(diǎn)有：（1）安全性差，可通過(guò)電容電阻分壓器測(cè)量電壓脈沖信號(hào)，儀器、高壓回路兩者間具有電耦合，非常容易造成高壓信號(hào)的串入，進(jìn)而使得儀器產(chǎn)生損壞。（2）利用閃測(cè)法開(kāi)展測(cè)距過(guò)程中，高壓電容對(duì)于脈沖信號(hào)極易產(chǎn)生短路問(wèn)題，電阻、電感就會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)，進(jìn)而增加接線的復(fù)雜程度，降低電容放電的時(shí)候故障電纜的電壓，因此很難擊穿故障發(fā)生部位。（3）故障放電的時(shí)候，尤其是沖閃測(cè)試時(shí)，分壓器耦合電壓形成的波形在變化上比較平緩，在分辨時(shí)非常困難。

（三）高壓閃絡(luò)法（直閃法）

直接閃光法適用于測(cè)量高阻閃絡(luò)故障。高壓閃絡(luò)試驗(yàn)時(shí)電壓高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏，因此必須按照高壓操作程序進(jìn)行操作。還應(yīng)特別注意下列事項(xiàng)：

高電壓測(cè)試設(shè)備的功率與閃光燈的工作功率分開(kāi)，閃光燈的連接應(yīng)遠(yuǎn)離高壓線路。在試驗(yàn)中，更換接線時(shí)應(yīng)切斷電源，調(diào)整間隙間距，使電容器和電纜完全放電，然后與地線連接。

高壓閃絡(luò)試驗(yàn)完成后，反復(fù)進(jìn)行電纜、電容放電，利用低壓脈沖法進(jìn)行再一次的測(cè)試。電力系統(tǒng)中電纜非常重要，一旦發(fā)生故障會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，若不能及時(shí)解決故障極易造成大規(guī)模停電，甚至是火災(zāi)。所以，怎樣迅速找出電纜故障發(fā)生點(diǎn)，降低停電等造成的損失，是目前電力領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。[4]

（四）脈沖電流法

這種方法是20世紀(jì)80年代產(chǎn)生的，具有接線簡(jiǎn)單、安全可靠等優(yōu)勢(shì)。與脈沖電壓法相比，這種方法的不同之處是可利用電流耦合器對(duì)故障擊穿時(shí)產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，將高壓回路、儀器電耦合，可以減小電阻、電感，接線非常簡(jiǎn)單，傳感器耦合出的脈沖電流波形也比價(jià)容易分辨。

四、結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)運(yùn)行中，電纜是非常關(guān)鍵的部分，電纜發(fā)生故障會(huì)直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。電力電纜故障測(cè)試技術(shù)是當(dāng)前電力工程領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，但是面我國(guó)電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)有待進(jìn)一步的提高，需要不斷加大科技投入，研發(fā)新技術(shù)，提高配電可靠性，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳結(jié)根.電力電纜故障檢測(cè)的方法與分析[J].科技與企業(yè)，2016（10）：188.

[2]邱偉.電力電纜故障測(cè)試技術(shù)的相關(guān)研究[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（32）：188+190.

[3]魏金蓉，周亞玲.電力電纜故障測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用的概述[J].科技資訊，2013（18）：117.

[4]趙培仁.電力電纜故障測(cè)試技術(shù)在縣供電企業(yè)的應(yīng)用[J].企業(yè)家天地，2010（10）：68.

責(zé)任編輯：劉健