特高頻檢測法在電纜故障精確定位中的應用

岳文超　張偉

摘 要：簡要介紹了電纜故障的定位和特高頻檢測法（簡稱UHF）的工作原理，結合當前電力工作的實際需要，研究了如何將沖擊放電法與特高頻放電檢測法結合起來，從而精確定位電纜故障，并通過實例證明此方法是有效、可行的。

關鍵詞：特高頻檢測法；電纜故障；沖擊放電法；電容器

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.079

隨著城市化進程的加快，人們對城市規劃提出了更高的要求，在高壓輸電線路中，多使用電纜線代替了架空線路。在鋪設電纜時，一般選用深埋的方法，但是，在遇到故障時，采用這種方法不易查找故障點，很難及時恢復送電，檢查費時費力，會在一定程度上影響地區經濟和企業效益。將沖擊放電法與特高頻檢測法結合起來，不僅可以克服環境對其的干擾，也能在一定程度上解決電纜埋設過深等傳統試驗無法解決的問題，從而快速找到故障點。這種方法的基本原理簡單，抗干擾能力強，可以直觀地判斷故障點。因此，有必要研究特高頻技術在電纜故障定位中的應用。

1 檢測法介紹

1.1 沖擊放電法的工作原理

沖擊放電法是利用高壓直流電不斷地向電容器充電，當電容器兩端的電壓達到球隙的擊穿電壓時，電容器中儲存的電荷經過球隙向故障點釋放，使故障點發生放電現象，進而方便工作人員有效定位故障點。其中，交流控制箱和變壓器的容量為1.5 kVA，整流元件的額定反峰電壓為100 kV，可通過串聯限流電阻調整整流電流，一般為200 mA，球隙直徑為10～20 mm，電容器容量為2～10 uF。沖擊放電法的工作原理如圖1所示。

1.2 特高頻檢測法的原理及其優點

在絕緣介質中，其絕緣強度和擊穿場強都很高。當在小范圍內放電時，擊穿的過程很快，會產生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1 ns，會激發頻率達數吉赫的電磁波。這時，可采集此信號，通過其強弱判斷故障點。其中，特高頻傳感器可以感應300 M～1.5 GHz的特高頻電磁信號；信號放大器可以對來自前端的放電信號作放大處理；檢測儀器主機可以處理傳感器采集到的特高頻電磁信號；筆記本電腦用來運行分析軟件，處理采集的樣本，從而方便工作人員識別放電類型，判斷放電強度。特高頻檢測法的工作原理如圖2所示。

圖1 沖擊放電法的原理圖 圖2 特高頻檢測法的原理

特高頻檢測法的優點是：①抗干擾性好。通常情況下，現場存在的干擾頻率范圍在 300 MHz以下，并且在外界傳播時的衰減速度很快。特高頻傳感器能接收UHF 頻段的信號，規避了電網中主要電磁干擾的頻率，具有良好的抗電磁干擾能力。②檢測效率高。UHF傳感器檢測放電的范圍較廣，可以采取先粗檢后細檢的方式。③便攜性好。隨著科技的進步，儀器的集成度越來越高，現在已經出現了手持式特高頻檢測儀。

2 電纜故障精確定位實例分析

2.1 電纜故障定位流程

電纜故障定位流程是：在發現故障后，對電纜進行沖擊放電試驗，隨后現場工作人員使用手持式儀器尋線定位，先進行粗檢，即檢測電纜全線，記錄數據較大的位置，隨后進行細檢，開挖電纜，確定故障點。信號檢測流程如圖3所示。電纜故障種類繁多，一般可分為3類，即短路故障、斷線不接地故障和閃絡故障。一般情況下，閃絡故障和斷線不接地故障屬于高阻故障，放電能量較弱，檢測時需要使用信號放大器和其他抗干擾手段。

2.2 電纜故障定位實例

某一110 kV電纜從A變電站到B變電站，其型號為YJLW03-Z 630 64/110，全長3.5 km，在發生短路接地故障后，應用本文介紹的方法執行檢測操作，共發現了3處信號異常，異常信號如圖4所示。其中，有2處異常信號附近存在施工的跡象，開挖后，對電纜進行沖擊放電試驗發現，一處有明顯的放電聲，并且存在較高的特高頻信號，由此確定了故障點位置。經過詳細的檢查發現，這次故障是因為道路工程開挖誤將電纜管道挖破，沒有及時將相關情況反饋給供電部門就回填土造成的。

圖3 信號檢測流程 圖4 異常信號

3 結論

本文介紹了傳統沖擊放電法與特高頻檢測法聯合尋找電纜故障點的原理和工作流程，通過實例分析，證明了該方法的可行性，從而為電纜故障點的檢測提供了一種新方法。由于篇幅有限，沒有一一介紹各種電纜故障定位實例。與此同時，建議相關工作人員在工作中，要針對不同工況使用不同的方法作判斷，例如高壓閃絡法、電橋平衡法和脈沖法等。

參考文獻

[1]張曉慧.國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材：電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2010.

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作者簡介：岳文超（1988—），畢業于南京工程學院（本科），主要從事高壓試驗方面的工作。張偉（1990—），畢業于南京工程學院（本科），主要從事用電檢查方面的工作。

〔編輯：白潔〕