110kV電纜故障測尋技術研究與應用

廣西電網有限責任公司貴港供電局

摘要：電力電纜供電由于占地面積少，供電安全、可靠，電纜電容可以提高功率因數等優點占據著供電主導地位。但隨著電纜數量的不斷增多，國家城市電網改造工作的逐步推進，電力電纜的故障探測工作的重要性就不言而喻了。本文結合電力電纜故障測尋的基本原理，分析了110kV 電纜故障測尋的影響因素，最后結合具體工程實例，探討了故障測尋技術的具體應用。

關鍵詞：電力電纜；測尋步驟；測尋技術

前言

電力電纜故障測尋技術可以迅速、準確地確定電力電纜故障點，提高供電可靠性，減少故障修復費用及停電損失。對于提高電纜故障處理速度，提高供電的穩定性和可靠性有著重要的決定作用。尤其是隨著計算機技術的應用，更使得電纜故障探測技術面貌一新，進入了智能化階段。因此合理地選擇故障測試設備和測試方法，不斷學習新的技術解決故障是電纜運行人員應當努力地方向。

1、電力電纜故障測尋的基本原理和方法

1.1故障測尋步驟

電纜故障的原因大致可歸納為機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質、過電壓、設計和制作工藝不良、電纜的絕緣流失等幾個方面。電纜故障從形式上可分為串聯與并聯故障，其測尋步驟一般要經過以下三個方面：

（1）電纜故障性質診斷

電纜故障的性質的診斷是電力電纜故障測尋的基礎，只有確定了故障性質，才能選擇合適的故障預定位的方法。故障性質的確定主要是指判斷故障是幾相故障；故障電阻是高阻還是低阻；故障原因是接地、短路還是斷線。一般來說通過表面現象即可判定故障的性質，特殊情況下需要進行“導通試驗”和直流耐壓試驗來確定故障的性質。

（2）故障預定位

簡單來說故障預定位就是測算出故障點到電纜任意一端的距離。110kv電纜故障現場預定位方法通常有：二次脈沖法、脈沖電流法和弧發射法。

（3）測尋故障電纜的敷設路徑

為了方便對故障電纜進行精確定點，及繪制埋地電纜敷設路徑的圖紙，就需要探測出該電纜的敷設路徑和埋設深度。一般通過向電纜中通入音頻信號電流，然后根據接收信號時電磁場的變化規律來確定敷設位置和深度。

（4）故障的精確定點

主要是通過聲磁同步法、音頻感應法等方法來精確確定故障點的位置。其流程如圖1所示。

（圖1現場故障定位流程圖）

在具體的測尋的過程，可根據實際情況進行修改。如：電纜中間接頭出現閃絡性故障時，可以直接根據粗測得到的距離數據，不需要對故障線路進行定點即可判定是否存在接頭故障。

1.2電纜離線測距方法

二次脈沖法可以測試高阻和閃絡性故障，易于識別和判讀。其工作原理為：測試時先用高壓信號發生器擊穿故障點，在起電弧期間，測試儀器發射一個低壓測試脈沖。由于這時的故障性質實際上成了短路故障，因此可得到同低壓脈沖法測得的短路故障一樣的波形。具體來說，就是先用高壓信號發生器使電纜的高阻故障擊穿放電，在高壓電弧產生的同時，用延弧器向故障電纜中投入一持續的、比較大的能量，來延長電弧存在的時間；在電弧存在時通過耦合器向故障電纜中發射低壓脈沖信號，獲得并記錄下脈沖反射波形，此波形可稱為帶電弧脈沖反射波形。由于電弧電阻很小，可認為是短路故障，獲得的帶電弧脈沖反射波形是和發射脈沖波形極性相反的負脈沖，波形向下，二次脈沖原理接線在高壓電弧熄滅后（此時電纜故障點恢復到高阻狀態），再向電纜中發射一低壓脈沖信號，對低壓脈沖來說此時反映的是電纜無故障的波形。將兩波形同時顯示在屏幕上，兩脈沖反射波形在故障點處出現明顯差異點，可很容易判斷故障點位置。

該方法測量精度高，可避免強烈電磁干擾。缺點就是儀器較多，當故障點絕緣嚴重受潮時，測試時間較長。二次低壓脈沖的控制難度因難以確定故障點維持低阻的時間而較大，測試成功率較低。

2、110kV 電纜故障測尋的影響因素分析

（1）絕緣問題

絕緣老化問題一般發生在電纜投入運行的中后期，是導致后期故障率大幅上升的主要原因。其老化問題可分為樹枝狀老化、附件材料老化等。該問題發生的原因一般為電纜隧道、電纜密集區域通風不良處或靠近穿管與其它熱力管道。并且由于長期過負荷運行及夏季的高溫，都會降低電纜整體絕緣，電纜的薄弱點很容易被擊穿。

（2）附件問題

附近問題主要包括：電纜中間接頭和終端頭制作質量不高；電纜本體受環境影響出現熱脹冷縮現象，導致水分和潮氣進入電纜附件內部造成短路故障等。對于這些問題要求安裝人員要嚴格遵循技術規程，確保電纜中間頭和終端頭的制作質量符合施工要求。電纜中間接頭的制作人員必須要持證上崗，在制作過程中，盡量減少電纜中間接頭。

（3）電纜外護層問題

電纜外護層故障的原因主要有硬物擦傷和施工遺留缺陷。對于這種故障要從電纜最初的選型和安裝開始，進行全過程控制，選擇硬度高、耐腐蝕的金屬護套。并且為了高電纜敷設質量，應嚴格控制施工環境和施工方法。

3電力電纜主絕緣故障測尋技術應用實例

二次脈沖法極大的簡化了故障波形，有利于提高測試人員判斷故障的準確率，提高故障的測試成功率。

3.1現場故障電纜概況

某110kV混合線路連接兩個220kv變電站，架空線路為1.993km，電纜線路4.04km，線路示意圖如圖2所示。該電纜線后期發生跳閘，A 相故障，經過變電站故障錄波器記錄顯示，距離一段縱差保護動作，測距 4.9km。

（圖2 110kV電纜線示意圖））