關(guān)于配電網(wǎng)電纜故障及其查找定位的探討

陳建勝

摘要： 在當(dāng)前社會生產(chǎn)與生活過程中，電力供應(yīng)有著非常重要的保障性作用，特別是伴隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于電能的需求迅速增加，對配電網(wǎng)等設(shè)施建設(shè)的需求逐漸提高。降低配電網(wǎng)電纜故障的發(fā)生以及出現(xiàn)故障快速查找定位，可以有效的提升電力供應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行和穩(wěn)定性，本文從配電網(wǎng)電纜的故障以及快速查找定位著手，對這一問題進(jìn)行深入的分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略，希望能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)電纜的實(shí)際運(yùn)行效率提升產(chǎn)生一定的幫助。

關(guān)鍵詞： 配電網(wǎng)電纜;電纜故障;故障定位

引言：伴隨著國內(nèi)城鎮(zhèn)化水平的快速提升，配電網(wǎng)逐漸成為供電過程中的主流方式，在配電系統(tǒng)中的電纜用量不斷增長。但是配電網(wǎng)電纜在經(jīng)歷較長時間的使用后，容易在超負(fù)荷工作、外力因素影響等情況下出現(xiàn)故障問題，對于社會生產(chǎn)生活產(chǎn)生了惡劣的影響。所以在配電網(wǎng)電纜的運(yùn)行中，使用快速故障定位的方法對配電網(wǎng)電纜故障進(jìn)行快速查找和修復(fù)，提升供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，可以有效的降低電力故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。通過對電纜故障快速查找定位技術(shù)的研究，為未來的電纜運(yùn)行提供技術(shù)保障，對于國內(nèi)的供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、配電網(wǎng)電纜故障及產(chǎn)生的原因

（一）超負(fù)荷運(yùn)行

電流本身具備熱效應(yīng)，所以在負(fù)載電流通過電纜的時候會出現(xiàn)電纜溫度提升，最終導(dǎo)致電纜導(dǎo)體呈現(xiàn)出發(fā)熱現(xiàn)象，并且電纜的絕緣介質(zhì)也會因?yàn)楣ぷ鬟\(yùn)行的原因增加溫度和熱量，最終反映在電纜溫度上，呈現(xiàn)出電纜溫度上升的效果。當(dāng)配電網(wǎng)電纜長期處于高負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時，溫度過高導(dǎo)致電纜無法承受，出現(xiàn)多種程度的機(jī)械損傷，進(jìn)一步加快電纜的老化現(xiàn)象，一些較為嚴(yán)重的故障甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。在一些夏季的高溫環(huán)境中，環(huán)境溫度的快速增高，也會讓配電網(wǎng)電纜的溫度上升，所以夏季由于溫度較高，配電網(wǎng)電纜發(fā)生故障的概率也會顯著高于其他季節(jié)。

（二）水浸或者受潮

水浸和受潮同樣也是電纜發(fā)生故障的原因之一，這種故障一般情況下出現(xiàn)較少，主要是由于電纜位于隧道或者地下，長期受到水浸和受潮等情況的影響，最終導(dǎo)致電纜工作出現(xiàn)異常，使配電網(wǎng)電纜的絕緣強(qiáng)度降低，一些處于水浸和受潮狀態(tài)的配電網(wǎng)電纜還會出現(xiàn)跑油的現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了電纜在工作中的安全性。此外在一些較為惡劣環(huán)境中運(yùn)行的電纜，會出現(xiàn)刺穿和擊穿等問題，對配電網(wǎng)的電纜產(chǎn)生較為不利的影響，使電纜進(jìn)水繼而產(chǎn)生運(yùn)行故障。

（三）機(jī)械性損傷

配電網(wǎng)最為常見的故障問題就是機(jī)械性損傷，這種配電網(wǎng)電纜的機(jī)械性損傷可以快速識別和檢查，當(dāng)然對于整體供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定性也會產(chǎn)生最大的影響。最為常見的配電網(wǎng)電纜損傷出現(xiàn)在電纜上方的土建施工活動中，嚴(yán)重的機(jī)械損傷甚至?xí)霈F(xiàn)短路的故障。機(jī)械損傷在實(shí)際的配電網(wǎng)電纜故障中，主要有三個方面所導(dǎo)致：首先是由于自然因素使電纜損傷，自然因素多數(shù)是由于環(huán)境溫度的快速變化，導(dǎo)致電纜在熱脹冷縮的過程中出現(xiàn)損傷，也有可能是地震以及山體滑坡等因素導(dǎo)致配電網(wǎng)電纜斷裂。其次是配電網(wǎng)電纜在安裝中出現(xiàn)的損傷，主要是由于在安裝過程中，使用過大的力量拉伸電纜導(dǎo)致故障發(fā)生。第三是電纜受到了外力直接破壞，如一些土建工程項(xiàng)目中，挖掘機(jī)由于操作不當(dāng)挖動了電纜，對配電網(wǎng)電纜造成損傷。這些不同的因素都會導(dǎo)致電纜以及配件出現(xiàn)損壞狀況。

二、配電網(wǎng)電纜故障定位的具體方法

（一）脈沖法

脈沖法應(yīng)用的基本原理就是通過脈沖信號的反射查找電纜故障的具體位置。在電纜中輸入脈沖信號，通過脈沖信號的傳播時間對配電網(wǎng)電纜故障的距離展開測試，利用脈沖信號的發(fā)射時間與脈沖信號遇到障礙反射回來的時間差可以進(jìn)行測算。這種故障檢測的方法有著快速、操作便捷、形成清晰的信號波、不會對電纜產(chǎn)生其他的傷害等優(yōu)勢，當(dāng)然脈沖法同樣存在著一些不足之處，對于適用范圍有著一定的限制，當(dāng)配電網(wǎng)電纜存在接地短路這類故障的時候，脈沖反射波會出現(xiàn)顯著的衰減，很難準(zhǔn)確的檢測出系統(tǒng)故障，此外在電纜寬度上存在一定限制，脈沖法很難充分的發(fā)揮出重要作用，對于一些閃絡(luò)故障，脈沖法的應(yīng)用效果并不理想。

（二）音頻感應(yīng)定位法

音頻感應(yīng)定位法多數(shù)情況下使用在配電網(wǎng)電纜電阻較低的故障中，可以較好的對接地故障以及三相短路進(jìn)行定位和查找。在電纜資料缺失以及使用時間較長的情況下依然能夠?qū)崿F(xiàn)較為準(zhǔn)確的故障定位，利用這種音頻感應(yīng)定位法快速的對電纜故障點(diǎn)以及埋深做出測定。這種定位方法主要通過音頻對電流進(jìn)行感應(yīng)，讓音頻在電纜周圍出現(xiàn)交變磁場，通過感應(yīng)線圈靠近電纜，使用線圈把電纜中的電信號轉(zhuǎn)化成為音頻信號，利用耳機(jī)接受信號，沿著電纜線移動設(shè)備，根據(jù)反饋的聲音改變對故障點(diǎn)進(jìn)行定位和查找。簡單來說就是在電纜箱上通過施加音頻電流，把配電網(wǎng)電纜作為輻射磁場的核心，核心位置分布最為密集的磁力，并向外遞減和分散，基于這一原理實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)之間的感應(yīng)。當(dāng)然這種方法還存在著較為顯著的缺陷，無法檢測和定位單相接地故障。

（三）高壓電橋法

這種方法是利用電橋原理檢測配電網(wǎng)電纜中存在的故障，由于電纜中的電阻分布均勻，并且長度和電阻之間存在正比關(guān)系，所以可以使用電橋法對故障發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行定位。這種方法在查找和定位的過程中，有著定位效率較快、操作便捷以及定位精度較高等優(yōu)勢，同時因?yàn)槎鄶?shù)使用直流電源，所以不會產(chǎn)生電流的衰退等情況，所以適合應(yīng)用在水浸以及受潮等電纜故障中，在一些高阻故障的查找上也較為簡單。高壓電橋法使用5mA電流對電纜進(jìn)行兩米范圍內(nèi)的定位，并且可以應(yīng)用在電纜的護(hù)層定位上，不會產(chǎn)生護(hù)層的灼傷，在電纜的后期修復(fù)上較為簡單和方便。但是這種高壓電橋法也有一定的制約條件，電纜一般有很長，而故障點(diǎn)只是在非常小的范圍內(nèi)產(chǎn)生，所以故障定位的實(shí)際應(yīng)用存在一些難度，要通過電力部門所提供的電纜資料查找，如果資料上不能充分查找，就會對故障定位產(chǎn)生偏差。此外高壓電橋法也不能檢測斷線故障。

（四）聲測法

配電網(wǎng)電纜故障中聲測法的使用最為廣泛，可以對電纜中的故障進(jìn)行快速測試，但是這種方法對于一些接地電阻所產(chǎn)生的故障有著一定的限制條件。聲測法的使用原理要通過升高直流電的電壓，并且不斷在電容器中存儲電能，當(dāng)電容器在兩側(cè)之間的電壓上不斷升高，并達(dá)到相應(yīng)素質(zhì)后，會出現(xiàn)在球隙之間的擊穿電壓，電容器電壓向故障點(diǎn)不斷作用，使故障點(diǎn)出現(xiàn)放電情況，通過電火花的放電以及震動聲響等找到故障點(diǎn)。

總結(jié)：在配電網(wǎng)電纜的實(shí)際使用過程中，由于受到外界惡劣環(huán)境或者超負(fù)荷運(yùn)行等因素影響，經(jīng)常會發(fā)生各種形式的故障，通過快速的查找定位對故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，可以有效的提升配電網(wǎng)電纜的運(yùn)行效率，但是當(dāng)前較為常用的故障定位技術(shù)有著一些不足之處，所以在配電網(wǎng)電纜的運(yùn)行中要不斷從實(shí)踐中探索故障定位方法，以此來保證配電網(wǎng)電纜的穩(wěn)定運(yùn)行，為社會生產(chǎn)生活提供更加有保障的電力供應(yīng)。要加大力度進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)，通過現(xiàn)代信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速的配電網(wǎng)電纜故障查找及定位，進(jìn)一步推動國內(nèi)電力供應(yīng)系統(tǒng)的工作效率。

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