电力电缆故障探测技术的应用与效果探析梁正龙--中国期刊网

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电力电缆故障探测技术的应用与效果探析梁正龙

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：梁正龙徐伟郑睿

[导读] 摘要：随着国民经济的飞速发展，电能需求量持续增加，而电缆在进行施工时，无论是高压还是低压，都容易产生故障，因此，加强对电缆故障的分析和探测，是保证各行各业正常运作的必要措施。

        （宝胜科技创新股份有限公司江苏省扬州市 225800）
        摘要：随着国民经济的飞速发展，电能需求量持续增加，而电缆在进行施工时，无论是高压还是低压，都容易产生故障，因此，加强对电缆故障的分析和探测，是保证各行各业正常运作的必要措施。
        关键词：电力电缆；故障探测技术；应用与效果
        引言
        实际应用中发现，充分利用电力电缆取代传统的地面架空线供电模式，不仅能够有效节约占地面积，而且电力电缆运行不会受到外界因素影响，整体运行安全性较高，且后期运行维护也相对简单，能够充分保障整个供电网络运行的安全性与可靠性。但是，电力电缆在实际应用中故障发生频率较高。由于电力电缆通常采取地下敷设的方式，所以发生故障后定位故障点位置非常困难，给整体抢修工作增加了难度，影响了动点网络运行的可靠性。因此，针对电力电缆故障检测技术进行深入研究，能够为电力企业创造更多的经济效益和社会效益。
        1电力电缆故障及原因
        1.1电缆自身故障
        由于电力电缆长期敷设在地下，所以对电力电缆的性能和质量有较高的要求，如果在选择电缆时，由于电缆的性能没有达标，就会直接影响电缆运行的安全性。在施工过程中，如果施工人员没有严格按照规范要求操作，电缆的密封性和连接点的精密性不规范，或者电缆外皮受损而没有及时采取有效措施，在运行一段时间后，电缆的阻抗数值就会增加，电缆在持续发热的状态下就会产生击穿或者熔断等现象。此外，在城市市政工程施工中，如果施工人员对电力电缆的敷设线路不了解，极容易导致电缆外皮破损以及断裂，制造造成电缆故障。
        1.2电缆外部故障
        配网电缆的外体故障，主要包括：环境因素影响和敷设施工过程中造成的机械损伤。由于长期处在地下潮湿环境当中，一旦受潮电缆的绝缘设施很容易受到腐蚀的渗透，保护层受到腐蚀导致电缆绝缘老化或者受潮，性能受损，影响电力电缆承受电压等级和载流量，出现电缆故障。由于受到敷设施工工艺的影响，在敷设电缆过程中造成电缆外皮机械损伤，长期使用过程中，防水和绝缘性能下降，再加上一些电缆材料自身的材料缺陷，在外力作用下导致电缆断裂等现象，一旦出现这类故障，很容易导致电力电缆短路，影响电力传输的安全性和可靠性。
        2电力电缆故障探测技术的应用
        2.1音频感应法
        实际运行过程中，电力电缆经常会出现短路接地故障。而在所有的短路接地故障中，实际故障电阻不超过10Ω低阻故障非常普遍。电力电缆实际发生故障时，如果电阻较低，故障位置就会产生非常微弱的放电声音，此时如果利用冲击放电法进行故障位置确定相对困难，尤其是针对出现金属性连接的短路接地故障，不能通过放电声音具体确定故障位置。这种情况下，可以充分应用音频感应法探测故障。音频感应法在探测电力电缆两相短路接地、三相短路、三相短路并接地等故障时，能够起到很好的效果。实际故障探测过程中，将发生故障的电力电缆短路线芯中输入一个1kHz音频信号，能够在电缆线芯的周边环境中产生一个磁场，然后在地面利用接收线圈接收磁场信号，并将其传输到接收机中进行放大处理。在地面接收的磁场主要有2个导体通过电流而产生，且这个磁场会随着电缆扭距的变化而产生一定变化。因此，当地面的接收线圈在接近故障点的位置移动中，就会发出一个规律性的声响。刚经过故障点正上方位置的时候，通常声响会明显增大。而随着探测头继续向前移动，接收的音频信号会出现明显减弱或中断现象，从而精确判断故障点位置。
        2.2低压脉冲法
        低压脉冲法在现阶段我国电力电缆探测中较为常用。该方法原理是以微波脉冲波传输接受的方式对其故障进行探测。

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其探测原理是脉冲波在传输的过程中，如遇到故障点就会形成相对的反弹预警，而自动装置会根据传输进程长度与反弹长度之间的差额进行具体核算，其核算进程长度的结果正是其故障点发生的位置。但低压脉冲法由于输送信号电压较低，只能对电力电缆低阻故障与开路故障进行探测。
        2.3冲击放电法
        在电力电缆故障中，采用先进的探测技术，对于电力电缆故障的检测和清除，是十分重要的。目前，冲击放电探测方法已经被广泛应用到电力电缆故障中。通过对该技术的分析，发现其具有实用性价值。冲击放电法在电力电缆故障中的应用，通常是对具体的某一条电缆进行探测，对电缆的高阻接地或是短路故障，进行综合的探查效果作为显著。一般来说，该探测技术在应用中多选用电压相同的高压脉冲设备，通过对电缆故障点的冲击，使故障点在电力的作用下被击穿且放电，放电期间所产生的机械性振动，会传到地面。相关的操作人员会听到锤击声音，通过对锤击声音的寻找，能够及时、迅速的判断出电力电缆故障点的具体位置和情况。该技术由于操作简单、方便快捷，在电力电缆故障中得到了普遍的应用。但是，该探测技术在电力电缆故障中加以应用，也需要注意放电问题。探测时应多次放电，以避免多次的反复冲击放电，导致绝缘较好的电缆被电坏。因此，在将冲击放电法应用于电缆故障中时，需要加强对放电的关注。
        2.4电容电桥法
        电缆故障的原因如果是由于电缆开（断）路故障，那相关的配电人员可以采用交流电源，按照电桥平衡原理对电缆故障的交流阻抗值进行测量。并且按照电缆长度和电容成正比的关系，计算出故障点的距离。由于大部分的电缆故障都是因为电缆接地为闪络高阻接地或泄漏电阻，因此，也可以利用高压直流直接将故障点击穿，利用电缆的瞬间断路来计算出直流电阻的电阻值，从而推算出故障点的位置。如果是日常急修情况，由于配电人员对于电缆的路径不清楚，导致测量的误差较大。这个时候，就要采用其他方法象声测定位法进行故障点的查询。
        3电力电缆故障探测实际应用分析
        某建筑集团10kV电力电缆发生故障，使用的电缆类型为10kVXLPE绝缘电缆，电缆总体长度达到530m，初步判断出现了单相低阻金属性接地故障。充分结合电力电缆故障类型，最终选择了低压脉冲回波法进行探测，实际探测波数达到了175m/μs。通过对其正常相和故障相波形的比较，最终确定故障点位置与测试端实际距离为80m。由于该故障接地电阻相对较小，且实际产生的放电声音很弱，可以判断该故障属于“死接地”故障。由于利用声磁同步法并没有精确找到实际发生故障的位置，故充分结合故障具体性质后，最终选择了利用音频感应法来定位故障位置，确定了实际故障点位置与探测位置直线距离为67m。由于该故障发生位置附近是一个公交车站，该公交车站一个房间内打下接地钢钎的时候，接地钢钎打中了电力电缆，接地钢钎通过接地网造成了电力电缆接地故障，在将该钢钎拔除后，立刻成为高阻故障，放电声音进一步增加。
        结语
        综上，快速、精确的定位电缆故障点，一方面依靠不断进步和发展的故障探测仪器，这对仪器的使用提出了越来越高的要求;另一方面取决于故障定位、处理过程中各个环节方式方法的选择，优化的处理流程可以大大缩短故障查找的时间。为提高电缆故障处理的效率，培养电缆故障定位专业人才也已成为企业人才培养的战略任务，电缆故障定位专业技能的培训也必将吸引越来越多的有志青年投人其中展示作为。
        参考文献:
        [1]孟昭显，胡晓黎，戴卫华，等.高压电缆故障分析及其状态检测技术[J].电子测试，2018（20）:102-103，111.
        [2]张延德，王祥勇.电力电缆故障分析及探测技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018（9）:187-188.
        [3]鲍鹏飞，姚寒冰，江定宇，等.探讨探测技术在电力电缆故障中的应用分析[J].数字通信世界，2018（5）:166-167.