顾娟
中国电建集团贵州工程有限公司 贵州省贵阳市550000
摘要：电力电缆线路与架空线路相比具有独特的优势，包括占地面积小、供电可靠性高、电压降较小、故障率低以及防雷击等。近年来，随着城市的建设、发展与电力电缆使用率的提高，其故障也越来越受到重视。比如短时的瞬时故障与接地故障、工程施工、地质灾害等，均会造成电缆各种各样的故障出现。因此如何快速定位电缆的故障点，对减小停电时间具有较为关键的作用。根据目前的了解，电力电缆故障定位通常采用电磁感应的装置进行。但其存在抗干扰能力弱、操作复杂的问题，且无法直观识别电缆的故障类型。
关键词：电力；输电系统；电缆故障；定位技术；探讨
引言
以往的电缆故障监控定位技术注重提供故障线路信息或者节点信息。本文在借鉴现有电缆故障定位和隔离先进技术的基础上，于监控系统中集成了WebGIS电缆地理定位模块，模块具备地图资源库构建功能，当故障电缆节点确定时该模块立即生成故障节点地图，为维修人员提供详细的故障线路及位置信息，实现了电缆故障地理位置定位的创新。
1电缆故障主要原因分析
配电电缆线路与架空线路的故障有所不同，架空线路易发生故障，且多为瞬时性故障，可通过重合闸恢复供电；电缆线路不易故障，但是一旦发生故障就是永久性故障，恢复供电时间较长。电缆故障的原因较多，主要归结为生产质量、安装过程中的外力破坏及现场恶劣运行环境。（１）生产质量。电缆的制作过程很易出现质量问题，管控不严、操作不满足要求等导致绝缘管制作厚度不均、内部含有气隙、工艺粗糙等；压缩制作成本，选购不满足要求、防水性差的材料也会导致制作的电缆质量下降。（２）外力损伤。电缆在安装过程中过度切割、刀痕太深造成的电缆损伤；电缆在安装过程中因操作人员暴力、安装方法不正确或被尖锐物体破坏造成的电缆绝缘破损；裂痕或破损范围小不易察觉，长时间运行加之潮湿气体侵入，最终导致电缆击穿造成接地或短路。（３）运行环境。配电电缆一般用于城市地下，内部运行环境恶劣，高温、湿热；加之电缆会长时间超负荷运行，温度会不断升高，很易导致电缆接头或其他薄弱部分出现击穿导致的故障情况。
2电缆故障定位技术发展的意义
电力电缆凭借其占地少、可靠性高、便于维护等独特的优势在配电网中日益得到广泛应用。而伴随我国社会经济腾飞、国民消费水平提升对配电网运行的可靠性与安全性提出高层次的质量要求。在极端天气、线路老化、自然灾害、外力破坏、人为偷盗电缆等因素威胁下，极易造成电缆运行故障，致使整个电力线路发生停电事故。输电中断直接导致社会生产生活方面的安全隐患与经济财产损失。在电力技术、信息化技术支持下配电网朝着智能化方向发展，赋予电力电缆自动识别故障的能力，电力电缆故障定位与隔离技术发展迅猛、日趋成熟。电缆一旦出现故障自动向监控端发送故障维修提示，切实保障电力运行的安全性，提升全社会的供电质量。但是现有电缆故障监控定位技术偏向提供故障线路信息及节点信息，还需现场工作人员借助电缆故障定位仪展开进一步故障精准定位和研判，耗时费力。
3电力输电系统所用电缆故障定位技术探讨
3.1电缆故障识别
电缆终端配套光纤电流互感器(光CT)及差动保护。
为了弥补远端变电站线路保护级行波测距误差不足，电缆终端站不适合安装传统互感器等缺点，可考虑在电缆两端终端处安装光CT，并配置差动电流保护，直接取电缆两端的差流，能够迅速判断出电缆段是否发生故障。需要注意的是，由于光CT直接安装在电缆两端，测得的电流未经并联高抗补偿，容性电流较大，始终会存在一较大差流，差动电流定值设置应充分考虑，否则，在电缆区外故障时极有可能发生保护误动，在电缆区段发生故障时极有可能发生拒动。
3.2二次脉冲法/多次脉冲法
对于间歇性故障或者高阻故障，故障点引起的阻抗变化非常小，低压脉冲反射波形不明显，低压脉冲法往往不适用，这时候可以采用二次脉冲或多次脉冲的方法，通过低压脉冲耦合一高压冲击脉冲，借助高压冲击脉冲对故障点击穿，使其短时变为低阻故障。采用二次脉冲法时，首先低压脉冲反射回一波形，然后耦合上高压冲击脉冲，通过高压冲击脉冲将故障点短时击穿并反射另一波形，对比两波形即可得到故障点位置。虚线波形为没有耦合高压冲击脉冲的波形，故障点为反射负波形;实线为耦合高压冲击脉冲的后的波形，与蓝色虚线波形对比，可以明显发现故障点负的反射波形。由于电缆故障具有不同属性，击穿时间可能会延迟，或者击穿持续时间可能缩短，二次脉冲法不一定能够正常捕捉到故障波形。此时通过3次乃至多次自动反射测量，即多次脉冲法，可确保检测到故障变为低阻的正确时间。
3.3增强现实技术
增强现实（AugmentedReality，AR）技术是属于人工智能的产物之一，其基本原理可表述为在真实自然环境中显示AR设备所收集的虚拟数据、三维模型等。将不在现场的事物以可视化的形式展现出来，即AR技术可以将虚拟影响与现实相结合。而这种结合可从一定程度上打破空间的界限，给予用户近乎于真实的体验[5-13]。现阶段，增强现实技术已应用于多个领域。宝马汽车公司已开发了AR汽车维修技术，牛津大学利用该技术创新地使用了相关设备的引导系统，我国相关团队也在通过增强现实技术恢复历史文物，目前已取得了一定的进展。此外，增强现实技术在医学、体育、教育及文娱活动等领域均有重要的应用。增强现实技术的电力电缆故障定位策略，能够快速、便捷、准确地找出电缆故障位置，便于检修与减少停电时间，具有较强的可操作性，且可大幅提高运行人员的操作安全性及当地电网供电可靠性。但是，增强现实技术在电力系统中的应用仍处于初步探索阶段。一方面，增强现实设备较为昂贵，且对通信要求较高，维护成本会增加，初始投资较大；另一方面，增强现实技术在电力电缆方面的应用仅可通过视觉感官来判断故障与否以及故障类型，但对于电缆内部故障无法作出准确判断。在未来的应用中，探索多种电力电缆故障识别、定位方法的结合，具有较大的研究潜力。
3.4WebGIS电缆地理定位模块
WebGIS地理定位模块的核心是WebGIS技术，可准确定位电缆故障所在地理位置，便于维修人员实施检修。WebGIS电缆地理定位模块使用TCP/IP协议、Internet/Intranet标准运行，基于HTTP协议生成数据传输的格式。WebGIS电缆地理定位模块使用分布式服务体系结构，以增强处理无线传感网络产生的大规模数据，监控终端与服务器的负载得以平衡，进一步提升电缆监控数据处理的性能。
结束语
随着电缆线路的逐步增多，电缆故障不容忽视，目前虽然有一些方法可对电缆故障进行定位，但都或多或少存在一定的局限性。为了进一步缩短电缆故障时间，提高企业经济效益，本文针对配电电缆故障定位进行电缆故障诊断方法研究，提出故障诊断装置及各部分连接情况及作用；给出故障诊断原理，即计算出电缆故障相始端到故障点的芯线导体电阻与故障相导体电阻的比例系数，已知电缆全长就可计算出始端到故障点的距离，完成电缆故障诊断及定位；制定具体故障诊断流程，按照相应步骤即可完成电缆故障的诊断。该诊断方法设备接线方便、操作简单、故障定位精度高。
参考文献
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