城市配網(wǎng)中電纜故障快速查找與處理策略分析

黃文遠(yuǎn)

摘要：城市配網(wǎng)中電纜故障的出現(xiàn)，對(duì)城市供電可靠性造成了較大的威脅。因此，文章以城市配網(wǎng)中常見的電纜故障為依據(jù)，闡述了城市配網(wǎng)電纜故障的快速查找方法，并提出了故障的處理策略，希望為城市配網(wǎng)中電纜故障的處理時(shí)效性提升提供一些參考。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng);電纜故障;低壓脈沖反射法

前言

配電網(wǎng)是城市發(fā)展的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施。近幾年，我國(guó)持續(xù)加大配電網(wǎng)建設(shè)投入，配電網(wǎng)發(fā)展成效顯著。由《關(guān)于加快配電網(wǎng)建設(shè)改造的指導(dǎo)意見（2015-2020年）》可知，2020年我國(guó)中心城市供電可靠率達(dá)到了99.99%，全國(guó)城市輸電電纜化率有效增加，特別是以深圳為代表的一線城市，輸電電纜化率超過(guò)了90.0%。在城市配網(wǎng)輸電電纜化率不斷提高的背景下，對(duì)電纜故障的查找及處理提出了更高的要求。因此，以城市配網(wǎng)為對(duì)象，探究電纜故障的快速查找、處理策略具有非常重要的意義。

一、城市配網(wǎng)中常見電纜故障

1、低阻故障

在城市配網(wǎng)中，電纜低阻故障主要表現(xiàn)為相間、相對(duì)地間絕緣受損，絕緣電阻低于電纜正常運(yùn)行時(shí)絕緣電阻，部分情況下電纜某部位絕緣電阻會(huì)低于10倍電纜正常運(yùn)行時(shí)特性阻抗。

2、開路故障

在城市配網(wǎng)中，電纜開路故障主要表現(xiàn)為電纜相間、相對(duì)地間絕緣電阻值與電纜正常運(yùn)行規(guī)定值相符，但電纜工作電壓無(wú)法順利傳遞到電力資源供應(yīng)終端。具體表現(xiàn)為完全無(wú)電壓或終端負(fù)載能力極差（有電壓）[1]。

3、高阻故障

在城市配網(wǎng)中，電纜高阻故障主要表現(xiàn)為相間、相對(duì)地間絕緣受損（泄露、閃絡(luò)），絕緣電阻遠(yuǎn)小于電纜正常運(yùn)行時(shí)電阻，但電纜某部位絕緣電阻高于10倍電纜正常運(yùn)行時(shí)特性電阻。

二、城市配網(wǎng)中電纜故障的快速查找方法

1、查找流程

在故障電纜總長(zhǎng)度已知的情況下，電纜維修者可以將故障電纜上負(fù)載去除，分開兩端纖芯并懸空，以故障電纜其中一端位置作為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，利用數(shù)字式絕緣電阻測(cè)試儀，進(jìn)行分開后線芯與線芯、線芯與屏蔽鋼帶之間的絕緣電阻，確定存在故障的線芯。在確定故障線芯后，利用數(shù)字式直流電阻測(cè)試儀，進(jìn)行故障線芯與故障線芯之間、故障線芯與屏蔽鋼帶之間直流電阻的確定[2]。

在直流電阻不超過(guò)1.0kΩ時(shí)，利用電纜故障定位電橋，配合波反射電纜故障定位儀，進(jìn)行故障線芯的任意位置測(cè)量，確定故障點(diǎn)、檢測(cè)點(diǎn)之間的電纜長(zhǎng)度值，即故障點(diǎn)位置。若故障點(diǎn)位置差異超過(guò)測(cè)量?jī)x器容量差值，則可以波反射電纜故障定位儀測(cè)試結(jié)果為基準(zhǔn)，反之則取波反射電纜故障定位儀測(cè)試值、電纜故障定位電橋之間的范圍。

在直流電阻超過(guò)1.0kΩ時(shí)，利用波反射電纜故障定位儀，進(jìn)行任意故障線芯測(cè)量，獲得故障點(diǎn)、檢測(cè)點(diǎn)之間的電纜距離，即故障點(diǎn)位置。此時(shí)，可以故障點(diǎn)位置為圓心，以波反射電纜故障定位儀容差距離（5.0m）為半徑，進(jìn)行故障點(diǎn)位置的確定。由于波發(fā)射電纜故障定位儀可以在檢測(cè)點(diǎn)位置向故障線芯與鋼帶、故障線芯與故障線芯之間同時(shí)施加脈沖電壓，根據(jù)生磁同步原理，可以獲得較為準(zhǔn)確的電纜故障點(diǎn)位置。

2、查找技巧

在專用電纜故障定位設(shè)備使用的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高電纜故障定位效率，可以利用接線的方式轉(zhuǎn)移故障相，簡(jiǎn)化故障，縮短故障查找時(shí)間。同時(shí)考慮到低壓電力電纜為多芯電纜，不論是直埋敷設(shè)還是明敷敷設(shè)，均會(huì)表現(xiàn)為多線芯相間故障、兩線芯相間故障或者相對(duì)地短路故障。若無(wú)法保證檢測(cè)故障線芯時(shí)理想波形的獲得，可以將接線轉(zhuǎn)移到其他故障線芯上，采集典型、規(guī)則波形[3]。而對(duì)于小截面銅芯直埋電力電纜（≤35mm2）及鋁芯電纜，故障的發(fā)生極易伴隨斷線、短路情況，可以根據(jù)故障芯故障性質(zhì)差異，利用斷線故障測(cè)量代替短路故障測(cè)量;對(duì)于高壓線與地線連接在破損相、金屬屏蔽層（或鎧裝內(nèi)襯）的低壓電纜故障，因損壞相、金屬屏蔽層之間絕緣電阻為低聲響低阻金屬性連接狀態(tài)，探頭偵聽確定故障位置難度較大，可以適當(dāng)拉大放電球隙，并將高壓、接地線接入故障相間，獲得較大的放電聲，提高故障點(diǎn)位置確定效果;對(duì)于外力機(jī)械損傷導(dǎo)致的中壓直埋電纜絕緣線芯故障，因擠包鎧裝的內(nèi)襯層已破損，無(wú)法利用專業(yè)電纜故障儀器進(jìn)行規(guī)則波形收集，可以利用聲測(cè)法直接向電纜鋼帶、銅屏蔽層施加高壓脈沖，提高故障點(diǎn)定位效率。

三、城市配網(wǎng)中電纜故障的處理策略

1、低阻故障處理

對(duì)于低阻故障，可以利用低壓脈沖反射法，進(jìn)行故障位置的排查、確定。在故障確定后，可以利用次要回路跨面電纜代替故障回路電纜，或者將備用電纜經(jīng)環(huán)形溝放置在兩側(cè)，滿足應(yīng)急所需。同時(shí)因其與絕緣受潮、外力破壞、化學(xué)腐蝕、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行有關(guān)，應(yīng)在應(yīng)急處理的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)電纜運(yùn)行環(huán)境維護(hù)，設(shè)置醒目警示標(biāo)示，更換電纜絕緣附件，加強(qiáng)日常清潔，避免絕緣破壞導(dǎo)致的低阻故障。

2、開路故障處理

對(duì)于開路故障，因其多表現(xiàn)為出線開路故障，可以在利用上述方法排查故障位置的基礎(chǔ)上，第一時(shí)間利用備用電纜進(jìn)行開路點(diǎn)短接，或者用兩點(diǎn)接地發(fā)，促使故障電纜芯線通過(guò)電纜接地線構(gòu)成回路。

3、高阻故障處理

對(duì)于高阻故障，可以采用預(yù)防性實(shí)驗(yàn)法，進(jìn)行故障部位泄露電流檢測(cè)。同時(shí)根據(jù)零序電壓、零序電流變化量，進(jìn)行高阻接地故障保護(hù)動(dòng)作判定。一般在零序電壓超過(guò)整定值時(shí)，可從大到小進(jìn)行全部饋線零序電流幅值排列，若幅值大的前端饋線電流與其他電流方向不同，且滯后于零序電壓90°，則可以判定為對(duì)應(yīng)電纜接地。此時(shí)，由調(diào)度部門優(yōu)選長(zhǎng)出線、輕負(fù)荷、大風(fēng)險(xiǎn)線路進(jìn)行試流，處理，適當(dāng)應(yīng)用新型接地選線裝置，解決高阻故障。

總結(jié)

綜上所述，受修路施工、綠化施工、建筑施工等因素影響，城市配網(wǎng)中電纜故障較為多見，不僅影響了城市居民正常用電服務(wù)，而且引發(fā)了一些安全事故。而電纜故障的發(fā)生時(shí)刻伴隨著電纜的敷設(shè)應(yīng)用，電纜敷設(shè)方式的差異也決定著電纜故障定位難易。因此，可以采用專用電纜故障定位設(shè)備，配合回波法，進(jìn)行電纜故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位。在確定電纜故障點(diǎn)后，根據(jù)故障表現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)處理，降低電纜故障的危害程度，保證城市配網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洋，梁宇輝.配網(wǎng)中壓電纜故障原因分析與提升措施[J].科技風(fēng)，2019（35）：177-178.

[2]史曉宇.線路電纜故障查找方法研究——基于10kV配電線路分析[J].電力設(shè)備管理，2020（11）：42-43.

[3]卞佳音，徐研，張玨，單魯平，陳文教.基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力電纜故障定位[J].電子設(shè)計(jì)工程，2021（11）：26-29.