段大軍

摘 要：10kV電纜故障查找及定位技術(shù)是電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的保障因素。確定故障類型，及時(shí)處理電纜故障，可以讓電力電纜故障問題給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來的損失得到有效控制。本文主要從10kV電纜故障的產(chǎn)生原因入手，對(duì)與之相關(guān)的故障查找和定位技術(shù)進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上論述了脈沖檢測(cè)方式在10kV電纜故障查找和定位中的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：電纜故障；故障定位；脈沖檢測(cè)方式

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0167-02

大功率電力電纜在電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。根據(jù)長(zhǎng)期的電力系統(tǒng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)行時(shí)間不斷增加的情況下，高壓電纜線路的故障發(fā)生概率亦會(huì)有所增加。從農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況來看，出現(xiàn)電力電纜故障的區(qū)域往往具有著環(huán)境復(fù)雜、施工難度大的特點(diǎn)。借助技術(shù)性手段對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中電力電纜故障進(jìn)行有效排查，是解決電纜故障問題的一大重要措施。

1 10kV電纜故障的產(chǎn)生原因

電纜絕緣環(huán)裂化問題、電纜絕緣受潮問題和電纜機(jī)械的損傷，是引發(fā)10kV電纜故障的主要原因?，F(xiàn)階段10kV電纜長(zhǎng)期運(yùn)行于高壓環(huán)境之下，在自身發(fā)熱問題的影響下，電纜絕緣裂化問題的出現(xiàn)，會(huì)讓電纜的絕緣強(qiáng)度有所降低，由此而引發(fā)的電纜絕緣崩潰問題，往往會(huì)威脅電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。如果電纜長(zhǎng)期運(yùn)行于潮濕的環(huán)境之中，電纜絕緣受潮現(xiàn)象會(huì)引發(fā)電纜短路故障和接地故障。從電纜系統(tǒng)故障問題的實(shí)際情況來看，電纜絕緣受潮問題所引發(fā)的故障具有著不直觀和不可見的特點(diǎn)。電纜機(jī)械損傷指的是直接外力破壞和自然損傷給電纜帶來的損害。除此以外，在電纜接地不可靠或長(zhǎng)期處于超壓、欠壓運(yùn)行狀態(tài)的情況下，電纜系統(tǒng)出現(xiàn)的電纜故障會(huì)引發(fā)停電事故和火災(zāi)等危害。

2 10kV電纜故障的查找、定位技術(shù)

2.1 聲測(cè)法

聲測(cè)法是建立在SYB模擬高壓變壓器和電容器充放電過程基礎(chǔ)上的一種電纜故障排查方式。電纜放電打火的聲音是判斷電纜故障位置的主要依據(jù)，目前這一技術(shù)可以應(yīng)用于一些直埋地下電纜的故障定位工作之中。這一故障查找、定位技術(shù)對(duì)電纜所在區(qū)域周圍環(huán)境的環(huán)境要求相對(duì)較高。在周邊環(huán)境過于嘈雜的情況下，檢修人員往往難以有效判斷故障問題的所在位置。

2.2 電表檢測(cè)法

針對(duì)高壓擊穿或機(jī)械損害所引發(fā)的電纜斷線故障，相關(guān)人員可以借助萬用表檢測(cè)法對(duì)電纜故障進(jìn)行定位分析。電報(bào)檢測(cè)技術(shù)的操作流程主要涉及到了以下內(nèi)容：首先，在檢測(cè)故障之前，相關(guān)人員需要將正負(fù)極接在10kV電纜的其中一半?yún)^(qū)域的兩端，并將萬用表的檔位調(diào)成Ω檔。此時(shí)如果數(shù)字萬用表的讀數(shù)為0，或機(jī)械萬用表的指針未發(fā)生偏移，工作人員可以判定電纜系統(tǒng)故障在另一半線路之中。如果萬用表有讀數(shù)，或萬用表的指針出現(xiàn)偏移，表明系統(tǒng)的故障就在這一半電纜之中。其次，在排除沒有故障的電纜以后，相關(guān)人員需要將存在故障的電纜再次分成兩個(gè)部分，重復(fù)上述措施進(jìn)行觀察。

2.3 惠斯登電橋法

惠斯登電橋法是對(duì)短路電纜兩端的電阻值進(jìn)行檢測(cè)的有效方式。在惠斯登電橋法應(yīng)用于電纜故障查找定位以后，人們可以將電阻阻值較大的一端設(shè)置為R1，將電阻值較小的一端設(shè)置為R2。假設(shè)電纜線的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，短路點(diǎn)與R1和R2之間的距離分別為L(zhǎng)A和LB。在電橋平衡的情況下，電纜系統(tǒng)滿足X=2LR1/（R1+R2）這一公式。

2.4 高壓閃絡(luò)測(cè)量法

高壓閃絡(luò)測(cè)量法主要應(yīng)用于接地故障的測(cè)量、定位之中?，F(xiàn)階段接地故障時(shí)電力電纜系統(tǒng)中常見的一種故障形式。這一故障形式的產(chǎn)生原因具有多樣化的特點(diǎn)。絕緣介質(zhì)抗電強(qiáng)度下降的問題電力系統(tǒng)接地故障的一種常見表現(xiàn)形式。故障點(diǎn)電阻值的增加，會(huì)讓被測(cè)電流的數(shù)值有所降低，因而一般的檢測(cè)儀器難以對(duì)以對(duì)這一類故障進(jìn)行有效測(cè)量。

絕緣介質(zhì)的瞬間擊穿被電離需要一定的時(shí)間。在一般情況下，弧光放電所需要的時(shí)間往往會(huì)持續(xù)數(shù)百微妙或幾毫秒。在這一階段，躍變電壓往往會(huì)以波的形式在故障點(diǎn)和電纜端頭之間進(jìn)行反射，此時(shí)如果人們借助示波器對(duì)躍變電壓在放電過程中的波形進(jìn)行記錄，可以為電波來回反射所需要的實(shí)踐進(jìn)行記錄，此時(shí)人們可以從電波在電纜中的傳播速度入手，計(jì)算故障點(diǎn)與端頭之間的距離。在應(yīng)用于電纜雷擊故障或接地故障以后，高壓閃絡(luò)測(cè)量法可以表現(xiàn)出專業(yè)性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，但是這一故障定位技術(shù)也存在著難以有效掌控的問題。

2.5 等電位測(cè)量法

等電位測(cè)量法是通過比較電纜和伏安特性表的測(cè)量結(jié)果的方式進(jìn)行故障定位的測(cè)量技術(shù)。從這一技術(shù)的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)來看，故障定位檢測(cè)的第一步為與故障電纜的規(guī)格、長(zhǎng)度相同的電纜的選取工作（保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性）；第二步為實(shí)現(xiàn)該電纜與故障電纜之間的并聯(lián)連接；第三，相關(guān)人員在對(duì)伏安特性表進(jìn)行負(fù)極接地處理以后，由并聯(lián)電纜的一端開始移動(dòng)正極，并要在伏安特性表的讀數(shù)為0的情況下停止移動(dòng)。在伏安特性表的數(shù)字為0以后，與正常電纜相對(duì)應(yīng)的故障電纜的位置可以被看作是故障點(diǎn)的所在位置。從這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果來看，它具有著測(cè)量結(jié)果精確度高、測(cè)量方式簡(jiǎn)便性的特點(diǎn)，相比于其他幾種故障查找、定位技術(shù)，這一技術(shù)無需使用較為精密的儀器，也無需進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。但是從農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況來看，這一故障查找、定位技術(shù)不能在遠(yuǎn)距離的電纜故障查找和定位過程中得到應(yīng)用。

3 脈沖檢測(cè)方式在10kV電纜故障查找及定位中的應(yīng)用

3.1 脈沖檢測(cè)方式在電纜故障查找與定位中的應(yīng)用原理

脈沖檢測(cè)方式在電纜故障查找與定位中的應(yīng)用，主要指的是利用二次脈沖法處理電纜故障查找與定位問題的措施。通過對(duì)二次脈沖法的原理進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)故障的電力電纜，二次脈沖法可以釋放出一種讓線芯絕緣故障點(diǎn)出現(xiàn)閃絡(luò)高壓脈沖，并在釋放這一高壓脈沖的同時(shí)，釋放第二個(gè)低壓脈沖。兩種脈沖的出現(xiàn)，會(huì)讓電力電纜在故障點(diǎn)電弧尚未完全熄滅的情況下，呈現(xiàn)出完全短路狀態(tài)，這種短路狀態(tài)是相對(duì)于低壓脈沖的短路狀態(tài)。

3.2 脈沖檢測(cè)方式的特點(diǎn)

聲磁同步法和音頻感應(yīng)法也是借助脈沖檢測(cè)技術(shù)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位的有效方式，相比于傳統(tǒng)定位方式，脈沖檢測(cè)方式在電纜故障查找和定位中所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)表現(xiàn)在了以下幾個(gè)方面，第一，這一技術(shù)有助于提升電網(wǎng)系統(tǒng)的維修效率；第二，這一技術(shù)擁有測(cè)試簡(jiǎn)便、測(cè)試結(jié)果更為精確和適用范圍較為廣泛的特點(diǎn)；第三，脈沖檢測(cè)技術(shù)的一體化程度相對(duì)較高?；诿}沖檢測(cè)方式的故障查找及定位技術(shù)可以在不依賴電纜長(zhǎng)度、電纜截面和接頭、分支位置等電纜資料的情況下進(jìn)行故障查找，進(jìn)而在提升故障查找效率的基礎(chǔ)上，降低停電事故所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，第二，在擺脫燒穿降阻模式的影響以后，脈沖檢測(cè)方式可以在縮短測(cè)試時(shí)間的基礎(chǔ)上，發(fā)揮出提升測(cè)試效率的功能。微電子技術(shù)在脈沖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以讓脈沖檢測(cè)方式的精確度得到有效提升。任何一種電纜故障形式皆可以借助脈沖反射測(cè)試技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。從我國農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)體系的實(shí)際情況來看，車載系統(tǒng)的應(yīng)用，可以讓檢測(cè)人員處于較為舒適的工作環(huán)境之中，也可以讓測(cè)試人員的工作強(qiáng)度有所降低。

3.3 脈沖檢測(cè)方式在電纜故障查找與定位中的應(yīng)用措施

對(duì)于脈沖釋放端而言，其所接收到的低壓脈沖反射波的波形可以被看作是線芯對(duì)地完全短路的波形的反映。此時(shí)如果對(duì)前后兩次接受到的低壓脈沖反射波進(jìn)行疊加處理，人們可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)波形之間存在有一個(gè)較為明顯的分叉點(diǎn)。這個(gè)分叉點(diǎn)所處位置就可以被看作是故障發(fā)生的位置。

在借助二次脈沖法完成故障點(diǎn)的預(yù)定位工作以后，人們可以借助示波器或放電聲音確定故障的發(fā)生位置，并在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)獲得的電磁故障的波形進(jìn)行簡(jiǎn)化的方式，提升現(xiàn)場(chǎng)故障的處理速度，也可以被看作是對(duì)高壓閃絡(luò)測(cè)量法進(jìn)行優(yōu)化的措施。

4 結(jié)語

電纜絕緣環(huán)裂化問題、電纜絕緣受潮問題和電纜機(jī)械的損傷，是引發(fā)10kV電纜故障問題的主要原因。脈沖檢測(cè)方式可以在縮短測(cè)試時(shí)間的基礎(chǔ)上，發(fā)揮出提升測(cè)試效率的功能。電纜故障查找與定位技術(shù)的應(yīng)用，要求人們?cè)诓粩鄳?yīng)用相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)電纜故障問題的產(chǎn)生原因進(jìn)行明確，進(jìn)而在確定電纜運(yùn)行中的故障點(diǎn)的基礎(chǔ)上，為電網(wǎng)的運(yùn)行安全提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉波.10kV電纜故障查找及定位技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2015，（18）：150-151.