高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用研究

錢洲

摘 要：為了滿足社會(huì)的發(fā)展對(duì)電力的需求，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的有序開展，我國電力部門就需要做好高壓電纜的維護(hù)管理工作，使電力系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行。基于此，本文對(duì)高壓電纜層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：高壓電纜層；接地故障；查找技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）19-0149-02

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，社會(huì)工業(yè)等的快速發(fā)展，我國電力事業(yè)也隨之發(fā)展起來，但在發(fā)展的過程中各種電力問題也逐漸顯現(xiàn)出來。為了解決電力安全問題，使電力輸送更加安全可靠，相關(guān)部門采用了高壓電纜開展相關(guān)工作。而高壓電纜在實(shí)際接地過程中極易發(fā)生安全故障，阻礙了電力輸送作用的順利開展。因而，需要電力部門線管人員對(duì)高壓電纜層接地故障技術(shù)進(jìn)行全面分析，找出故障發(fā)生的原因，并加以改進(jìn)。

1 高壓電纜護(hù)層接地現(xiàn)狀

在電力傳輸時(shí)，在各種因素的影響下，高壓電纜中的問題也逐漸顯現(xiàn)出來，影響了高壓電纜供電性能。下面主要從高壓交聯(lián)電纜試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定缺乏，高壓電纜線路接地保護(hù)缺乏合理性，未有效開展檢測工作對(duì)高壓電纜保護(hù)層接地問題進(jìn)行了分析。

1.1 高壓交聯(lián)電纜試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定缺乏

從目前的情況看，我國電力部門在利用高壓電纜開展電力運(yùn)輸工作時(shí)，由于高壓電纜實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定缺乏，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)高壓電纜試驗(yàn)規(guī)定缺乏了解，因而，在具體操作時(shí)，將關(guān)注的重點(diǎn)放在電纜主絕緣的耐壓上，而忽視對(duì)高壓電纜外護(hù)套試驗(yàn)操作，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)外護(hù)套的潛在缺陷[1]。

1.2 高壓電纜線路接地保護(hù)缺乏合理性

經(jīng)相關(guān)調(diào)查研究表明：電纜技術(shù)在高壓電纜線架設(shè)過程中，其線路接地保護(hù)缺乏合理性，使得高壓電纜線承載負(fù)荷十分有限，無法滿足大負(fù)荷輸電的需要，加快了高壓電纜絕緣層老化速度。

1.3 未有效開展檢測工作

我國高壓電纜線路開路數(shù)多，各線路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其檢測工作量大，難度大。雖然，我國電力部門會(huì)對(duì)其進(jìn)行定期檢測，但由于以上因素的存在使得相關(guān)人員在檢測時(shí)因?yàn)閭€(gè)人疏忽開展系統(tǒng)全面的檢測工作，因而，引發(fā)了一系列電力安全問題[2]。

2 高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用

由于高壓電纜的敷設(shè)一般都是采用直埋和穿管兩種方式，在地下敷設(shè)時(shí)，加大了相關(guān)人員的檢修及巡查難度，一旦產(chǎn)生故障，電力電纜故障的查找會(huì)面臨很大的問題。所以，需要采用科學(xué)有效方式、技術(shù)手段對(duì)其故障進(jìn)行查找，使高壓電纜能夠正常運(yùn)行，確保人們的用電安全。

2.1 阻抗法

一般來說，采用阻抗法進(jìn)行高壓電纜層接地故障查找時(shí)，主要包含電橋法、分布參數(shù)計(jì)算法兩種。

電橋法是指在具體操作時(shí)使用四臂電橋，測量電纜心線中的直流電流，接著完成電纜長度的測量，記錄測量數(shù)值。最后結(jié)合電纜長度及電阻及電容的關(guān)系，從而準(zhǔn)確的計(jì)算出故障點(diǎn)位置。實(shí)際上，電阻與電容電橋法都能對(duì)電纜各故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

分布參數(shù)故障檢測法，就是以分布參數(shù)理論為基本指導(dǎo)思想。通常情況下，電纜技術(shù)人員在故障檢測時(shí)，必須要施加高壓信號(hào)給高阻故障電纜線，在完成這項(xiàng)工作后，高阻故障點(diǎn)會(huì)發(fā)生閃絡(luò)情況。最后，電力檢測人員在結(jié)合分布參數(shù)相關(guān)理論計(jì)算出高壓電纜線的電壓與電流，從而找出故障的準(zhǔn)確位置[3]。

2.2 行波法

將行波法運(yùn)用到高壓電纜線接地故障檢測中，可以采用駐波與現(xiàn)代法兩種。駐波法值得是間電纜當(dāng)作高頻傳輸線，并在此基礎(chǔ)上對(duì)駐波現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析與調(diào)查，從而完成對(duì)相關(guān)故障的測量。

現(xiàn)代法又可以叫做脈沖發(fā)射法，主要包含高壓與二次脈沖法。通常情況下，低壓脈沖法在低阻、斷線故障檢測中運(yùn)用的比較多，而高壓脈沖電流法一般運(yùn)用于高阻故障檢測中。圖1為脈沖發(fā)射法測距系統(tǒng)原理圖。

由圖1可以看出，將低壓脈沖輸入到故障電纜線中，其會(huì)找出電纜中阻抗不匹配的點(diǎn)。一旦遇到電纜故障，低壓脈沖就會(huì)反射，這時(shí)儀器設(shè)備就會(huì)對(duì)分析反射脈沖的特點(diǎn)，從而確定故障類型。

2.3 跨步電壓法

在高壓電纜接地故障查找過程中，跨步電壓法是使用最為普遍的方法。在具體應(yīng)用而過程中，直流電壓進(jìn)入到故障防護(hù)層中，當(dāng)電壓經(jīng)過故障點(diǎn)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)會(huì)流現(xiàn)象，跨步電壓由此產(chǎn)生[4]。這時(shí)，電力人員在離故障較近的位置，利用探頭測量電纜各位置的跨步電壓，并將測量得出的數(shù)值統(tǒng)計(jì)下來，以此為依據(jù)完成故障點(diǎn)的查找。在采用該種方式操作時(shí)，以免地面雜散電流影響數(shù)據(jù)檢測的結(jié)果，在檢測過程總，技術(shù)人員都會(huì)借助直流脈沖信號(hào)[5]。

從目前的情況看，在具體檢測時(shí)，跨步電壓法的檢測方式有兩種：第一種，將故障點(diǎn)最上方的的跨步電壓調(diào)至零，而故障點(diǎn)兩側(cè)的電壓值正好相反，為最大值，并在此技術(shù)上對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位；第二種，結(jié)合放點(diǎn)電流故障點(diǎn)環(huán)形狀發(fā)散特點(diǎn)，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行查詢[6]。

2.4 電橋法

電橋法一般運(yùn)用在低阻接地故障中，主要是使用電橋運(yùn)行原理來調(diào)節(jié)電力電纜外部電阻，讓電橋兩端保持平衡，再通過計(jì)算，從而找出故障點(diǎn)所處位置。

2.5 電纜精確定位技術(shù)

（1）聲波法。該種檢測方式主要是借助高壓脈沖發(fā)生器，將脈沖信號(hào)發(fā)送至電力電纜中，達(dá)到故障處，擊穿接地點(diǎn)，發(fā)出短暫響聲，再利用拾起音器將聲音擴(kuò)大，從而確定故障點(diǎn)位置。該種檢測方式在高阻接地故障中運(yùn)用的較為廣泛。（2）聲磁同步法。該種方式適用于高低阻接地故障，同樣是利用高壓脈沖發(fā)生器來發(fā)送脈沖信號(hào)，達(dá)到故障處，再將故障處電磁信號(hào)，以及擊穿時(shí)出現(xiàn)的短暫聲音信號(hào)，借助高頻拾音器反饋給檢測人員，并以此為參考，判斷出故障點(diǎn)。

3 實(shí)例分析

在對(duì)高壓電纜線故障件檢測分析作業(yè)中，本文以110kV高壓電纜為例展開分析。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，該高壓電纜在2017年4月發(fā)生跳閘情況，A相產(chǎn)生故障。在具體接地故障檢測作業(yè)中，有關(guān)人員采用行波法來檢測。在故障查找階段使用了SebaKMTSPG32定位系統(tǒng)、30E脈沖反射儀器輔助工作。

在查找故障時(shí)，工作人員利用利用脈沖反射來確定事故電纜，將黃綠色地線接系統(tǒng)，再將高壓大夾子和A相線芯相連，高壓小夾子和A相銅屏蔽地線相連，完成故障A相的殘壓測試，最后采用聲磁同步法精準(zhǔn)定位A相故障點(diǎn)。

在具體操作時(shí)，需要技術(shù)人員向?qū)⒏邏好}沖試駕到故障電纜線上，使其擊穿放電。這時(shí)，故障點(diǎn)就會(huì)發(fā)生出“啪啪”的聲音，并釋放輻射電磁波。在此期間，需要技術(shù)人員去收集電磁、聲音的信號(hào)等數(shù)據(jù)資料，并通過抵押脈沖反射計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。

在采用低壓脈沖法時(shí)，必須要先向故障電纜位置輸入故障檢測時(shí)需要的脈沖信號(hào)，通過計(jì)算入射電波及反射電壓行波的時(shí)間差，從而將實(shí)際測距確定下來。在采用該種方式測定故障距離時(shí)，其公式為：

上述公式中，需測量的故障距離是L，單位是m；

入射電波及反射電壓行波的時(shí)間差是Δt，單位是m；

在電纜中行波傳播速度是V，單位是m/s。

4 高壓電纜線接地故障接地故障查找時(shí)需要注意的問題

（1）高壓電纜線故障檢測能夠使電力傳輸更加安全穩(wěn)定，而高壓電纜金屬環(huán)流檢測是日常維護(hù)管理的有效手段，可以及時(shí)掌握金屬層絕緣情況，為電纜顯的正常運(yùn)行提供參考依據(jù)，因此，需要認(rèn)真完成電纜金屬保護(hù)層的檢測工作，確保電力運(yùn)行安全。（2）在對(duì)高壓交流電纜絕緣層故障進(jìn)行檢測時(shí)，需要綜合考慮電纜敷設(shè)情況、信號(hào)情況、現(xiàn)場環(huán)境等因素，先使用阻抗法來測距，再使用直流脈沖法及跨步電壓法將故障的位置精準(zhǔn)的檢測出來。（3）在查找電纜保護(hù)層多點(diǎn)接地故障，并測定故障點(diǎn)位置時(shí)應(yīng)該采用聲測定點(diǎn)。（4）由于高壓電纜線金屬保護(hù)層環(huán)流電力回路很多、檢測點(diǎn)不集中，有些監(jiān)測點(diǎn)處在電纜溝蓋下，檢測難度大，給檢測人員帶來了很大的困難，在條件允許的情況下英愛采用在線智能檢測。

5 結(jié)語

總而言之，要將高壓電纜線故障準(zhǔn)確的找出來，提高電纜傳輸效率，電力工作人員就需要不斷地提高自身的工作能力和水平，加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā)力度。相信隨著各項(xiàng)措施的全面落實(shí)，我國電力事業(yè)將會(huì)得到快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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