论文部分内容阅读
广西电网有限责任公司贵港供电局
摘要：电力电缆供电由于占地面积少，供电安全、可靠，电缆电容可以提高功率因数等优点占据着供电主导地位。但随着电缆数量的不断增多，国家城市电网改造工作的逐步推进，电力电缆的故障探测工作的重要性就不言而喻了。本文结合电力电缆故障测寻的基本原理，分析了110kV 电缆故障测寻的影响因素，最后结合具体工程实例，探讨了故障测寻技术的具体应用。
关键词：电力电缆；测寻步骤；测寻技术
前言
电力电缆故障测寻技术可以迅速、准确地确定电力电缆故障点，提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失。对于提高电缆故障处理速度，提高供电的稳定性和可靠性有着重要的决定作用。尤其是随着计算机技术的应用，更使得电缆故障探测技术面貌一新，进入了智能化阶段。因此合理地选择故障测试设备和测试方法，不断学习新的技术解决故障是电缆运行人员应当努力地方向。
1、电力电缆故障测寻的基本原理和方法
1.1故障测寻步骤
电缆故障的原因大致可归纳为机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、设计和制作工艺不良、电缆的绝缘流失等几个方面。电缆故障从形式上可分为串联与并联故障，其测寻步骤一般要经过以下三个方面：
（1）电缆故障性质诊断
电缆故障的性质的诊断是电力电缆故障测寻的基础，只有确定了故障性质，才能选择合适的故障预定位的方法。故障性质的确定主要是指判断故障是几相故障；故障电阻是高阻还是低阻；故障原因是接地、短路还是断线。一般来说通过表面现象即可判定故障的性质，特殊情况下需要进行“导通试验”和直流耐压试验来确定故障的性质。
（2）故障预定位
简单来说故障预定位就是测算出故障点到电缆任意一端的距离。110kv电缆故障现场预定位方法通常有：二次脉冲法、脉冲电流法和弧发射法。
（3）测寻故障电缆的敷设路径
为了方便对故障电缆进行精确定点，及绘制埋地电缆敷设路径的图纸，就需要探测出该电缆的敷设路径和埋设深度。一般通过向电缆中通入音频信号电流，然后根据接收信号时电磁场的变化规律来确定敷设位置和深度。
（4）故障的精确定点
主要是通过声磁同步法、音频感应法等方法来精确确定故障点的位置。其流程如图1所示。
（图1现场故障定位流程图）
在具体的测寻的过程，可根据实际情况进行修改。如：电缆中间接头出现闪络性故障时，可以直接根据粗测得到的距离数据，不需要对故障线路进行定点即可判定是否存在接头故障。
1.2电缆离线测距方法
二次脉冲法可以测试高阻和闪络性故障，易于识别和判读。其工作原理为：测试时先用高压信号发生器击穿故障点，在起电弧期间，测试仪器发射一個低压测试脉冲。由于这时的故障性质实际上成了短路故障，因此可得到同低压脉冲法测得的短路故障一样的波形。具体来说，就是先用高压信号发生器使电缆的高阻故障击穿放电，在高压电弧产生的同时，用延弧器向故障电缆中投入一持续的、比较大的能量，来延长电弧存在的时间；在电弧存在时通过耦合器向故障电缆中发射低压脉冲信号，获得并记录下脉冲反射波形，此波形可称为带电弧脉冲反射波形。由于电弧电阻很小，可认为是短路故障，获得的带电弧脉冲反射波形是和发射脉冲波形极性相反的负脉冲，波形向下，二次脉冲原理接线在高压电弧熄灭后（此时电缆故障点恢复到高阻状态），再向电缆中发射一低压脉冲信号，对低压脉冲来说此时反映的是电缆无故障的波形。将两波形同时显示在屏幕上，两脉冲反射波形在故障点处出现明显差异点，可很容易判断故障点位置。
该方法测量精度高，可避免强烈电磁干扰。缺点就是仪器较多，当故障点绝缘严重受潮时，测试时间较长。二次低压脉冲的控制难度因难以确定故障点维持低阻的时间而较大，测试成功率较低。
2、110kV 电缆故障测寻的影响因素分析
（1）绝缘问题
绝缘老化问题一般发生在电缆投入运行的中后期，是导致后期故障率大幅上升的主要原因。其老化问题可分为树枝状老化、附件材料老化等。该问题发生的原因一般为电缆隧道、电缆密集区域通风不良处或靠近穿管与其它热力管道。并且由于长期过负荷运行及夏季的高温，都会降低电缆整体绝缘，电缆的薄弱点很容易被击穿。
（2）附件问题
附近问题主要包括：电缆中间接头和终端头制作质量不高；电缆本体受环境影响出现热胀冷缩现象，导致水分和潮气进入电缆附件内部造成短路故障等。对于这些问题要求安装人员要严格遵循技术规程，确保电缆中间头和终端头的制作质量符合施工要求。电缆中间接头的制作人员必须要持证上岗，在制作过程中，尽量减少电缆中间接头。
（3）电缆外护层问题
电缆外护层故障的原因主要有硬物擦伤和施工遗留缺陷。对于这种故障要从电缆最初的选型和安装开始，进行全过程控制，选择硬度高、耐腐蚀的金属护套。并且为了高电缆敷设质量，应严格控制施工环境和施工方法。
3电力电缆主绝缘故障测寻技术应用实例
二次脉冲法极大的简化了故障波形，有利于提高测试人员判断故障的准确率，提高故障的测试成功率。
3.1现场故障电缆概况
某110kV混合线路连接两个220kv变电站，架空线路为1.993km，电缆线路4.04km，线路示意图如图2所示。该电缆线后期发生跳闸，A 相故障，经过变电站故障录波器记录显示，距离一段纵差保护动作，测距 4.9km。
（图2 110kV电缆线示意图））
摘要：电力电缆供电由于占地面积少，供电安全、可靠，电缆电容可以提高功率因数等优点占据着供电主导地位。但随着电缆数量的不断增多，国家城市电网改造工作的逐步推进，电力电缆的故障探测工作的重要性就不言而喻了。本文结合电力电缆故障测寻的基本原理，分析了110kV 电缆故障测寻的影响因素，最后结合具体工程实例，探讨了故障测寻技术的具体应用。
关键词：电力电缆；测寻步骤；测寻技术
前言
电力电缆故障测寻技术可以迅速、准确地确定电力电缆故障点，提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失。对于提高电缆故障处理速度，提高供电的稳定性和可靠性有着重要的决定作用。尤其是随着计算机技术的应用，更使得电缆故障探测技术面貌一新，进入了智能化阶段。因此合理地选择故障测试设备和测试方法，不断学习新的技术解决故障是电缆运行人员应当努力地方向。
1、电力电缆故障测寻的基本原理和方法
1.1故障测寻步骤
电缆故障的原因大致可归纳为机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、设计和制作工艺不良、电缆的绝缘流失等几个方面。电缆故障从形式上可分为串联与并联故障，其测寻步骤一般要经过以下三个方面：
（1）电缆故障性质诊断
电缆故障的性质的诊断是电力电缆故障测寻的基础，只有确定了故障性质，才能选择合适的故障预定位的方法。故障性质的确定主要是指判断故障是几相故障；故障电阻是高阻还是低阻；故障原因是接地、短路还是断线。一般来说通过表面现象即可判定故障的性质，特殊情况下需要进行“导通试验”和直流耐压试验来确定故障的性质。
（2）故障预定位
简单来说故障预定位就是测算出故障点到电缆任意一端的距离。110kv电缆故障现场预定位方法通常有：二次脉冲法、脉冲电流法和弧发射法。
（3）测寻故障电缆的敷设路径
为了方便对故障电缆进行精确定点，及绘制埋地电缆敷设路径的图纸，就需要探测出该电缆的敷设路径和埋设深度。一般通过向电缆中通入音频信号电流，然后根据接收信号时电磁场的变化规律来确定敷设位置和深度。
（4）故障的精确定点
主要是通过声磁同步法、音频感应法等方法来精确确定故障点的位置。其流程如图1所示。
（图1现场故障定位流程图）
在具体的测寻的过程，可根据实际情况进行修改。如：电缆中间接头出现闪络性故障时，可以直接根据粗测得到的距离数据，不需要对故障线路进行定点即可判定是否存在接头故障。
1.2电缆离线测距方法
二次脉冲法可以测试高阻和闪络性故障，易于识别和判读。其工作原理为：测试时先用高压信号发生器击穿故障点，在起电弧期间，测试仪器发射一個低压测试脉冲。由于这时的故障性质实际上成了短路故障，因此可得到同低压脉冲法测得的短路故障一样的波形。具体来说，就是先用高压信号发生器使电缆的高阻故障击穿放电，在高压电弧产生的同时，用延弧器向故障电缆中投入一持续的、比较大的能量，来延长电弧存在的时间；在电弧存在时通过耦合器向故障电缆中发射低压脉冲信号，获得并记录下脉冲反射波形，此波形可称为带电弧脉冲反射波形。由于电弧电阻很小，可认为是短路故障，获得的带电弧脉冲反射波形是和发射脉冲波形极性相反的负脉冲，波形向下，二次脉冲原理接线在高压电弧熄灭后（此时电缆故障点恢复到高阻状态），再向电缆中发射一低压脉冲信号，对低压脉冲来说此时反映的是电缆无故障的波形。将两波形同时显示在屏幕上，两脉冲反射波形在故障点处出现明显差异点，可很容易判断故障点位置。
该方法测量精度高，可避免强烈电磁干扰。缺点就是仪器较多，当故障点绝缘严重受潮时，测试时间较长。二次低压脉冲的控制难度因难以确定故障点维持低阻的时间而较大，测试成功率较低。
2、110kV 电缆故障测寻的影响因素分析
（1）绝缘问题
绝缘老化问题一般发生在电缆投入运行的中后期，是导致后期故障率大幅上升的主要原因。其老化问题可分为树枝状老化、附件材料老化等。该问题发生的原因一般为电缆隧道、电缆密集区域通风不良处或靠近穿管与其它热力管道。并且由于长期过负荷运行及夏季的高温，都会降低电缆整体绝缘，电缆的薄弱点很容易被击穿。
（2）附件问题
附近问题主要包括：电缆中间接头和终端头制作质量不高；电缆本体受环境影响出现热胀冷缩现象，导致水分和潮气进入电缆附件内部造成短路故障等。对于这些问题要求安装人员要严格遵循技术规程，确保电缆中间头和终端头的制作质量符合施工要求。电缆中间接头的制作人员必须要持证上岗，在制作过程中，尽量减少电缆中间接头。
（3）电缆外护层问题
电缆外护层故障的原因主要有硬物擦伤和施工遗留缺陷。对于这种故障要从电缆最初的选型和安装开始，进行全过程控制，选择硬度高、耐腐蚀的金属护套。并且为了高电缆敷设质量，应严格控制施工环境和施工方法。
3电力电缆主绝缘故障测寻技术应用实例
二次脉冲法极大的简化了故障波形，有利于提高测试人员判断故障的准确率，提高故障的测试成功率。
3.1现场故障电缆概况
某110kV混合线路连接两个220kv变电站，架空线路为1.993km，电缆线路4.04km，线路示意图如图2所示。该电缆线后期发生跳闸，A 相故障，经过变电站故障录波器记录显示，距离一段纵差保护动作，测距 4.9km。
（图2 110kV电缆线示意图））