高壓電力電纜的故障尋測

【摘要】電力電纜在電力系統中作為傳輸和分配電能，以及連接各種電氣設備的工具，起著不可估量的作用，因此，維護電纜的安全運行，是一項至關重要的工作。通過多年的工作實踐，本文作者總結出當地下電纜發生故障時，可以使用簡易的測尋方法——聲測法來尋找電纜故障點，縮短修復時間。這種方法，在現實工作中，已經得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】高壓 電力電纜；故障；應用情況

引言：電纜供電的傳輸性能在城鄉內比架空線既穩定，可靠性高，且占地小，不會造成對市容的影響，也不受自然環境的制約，從而提高了供電的安全性。但是由于受制造上工藝的影響且經過一段時間的使用，會出現電纜絕緣水平下降的情況，易引起超高壓電纜發生接地故障。

1、電力電纜故障的測尋方法

應首先明確電纜的類型、電壓等級和規格參數等。充分了解電纜信息，才有助于確保電力電纜檢測的有效性和高效性。

1.1電力電纜線路故障基本上可以分為三大類：

（1）接地故障――電纜線芯單相接地故障或多相接地故障一般接地電阻在100KΩ以下為低阻接地故障，100Ω以上為高阻接地故；

（2）短路故障――電纜線芯兩相短路故障或三相短路故障 一般電阻在100KΩ以下為低阻短路故障，100千伏以上為高阻短路故障；

（3）斷線故障――電纜線芯一相斷開或多相斷開。

1.2按故障點電纜絕緣損壞的程度對電纜故障進行分析

（1）低阻故障：當故障點絕緣阻值下降至該電纜的特性阻抗，或者遇到支路電阻值等于零的情況下，就會出現電纜呈低阻故障；

（2）開路故障：電纜的絕緣電阻值無受限制范圍或其電阻值與正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能正常運行，影響到用電設備工作的，電纜就呈現開路故障；

（3）高阻故障：電力電纜的正常運行受到限制，故障點的直流電阻等于該斷路的特征阻抗，電纜就會呈現高阻故障；

（4）高阻泄漏：進行斷路（開路）高壓試驗時，試驗電壓的增高會影響泄露電流也隨之而增大，當試驗電壓達到額定值時，泄漏電流電壓會超過其規定值的允許范圍，出現高阻泄漏；

（5）閃絡性故障：在進行斷路（開路）試驗時，當出現試驗電壓升到某一數值，泄漏電流的測試儀表指示突然升高，表針呈閃絡性擺動；而電壓指示儀表指示值稍呈下降時，此現象消失，但電纜絕緣仍有極高的阻值。這種異?，F象，表明電纜存在故障，電纜的絕緣某點有問題，而故障點沒有造成電阻通路，只有放電間隙或閃絡表面的故障。

1.3故障電纜路徑的確定方法

用信號發生器連接被測電纜，利用磁性天線接受地面上的磁性信號，在線圈中產生感應電動勢。然后通過專業工具進行監測，來完成檢測工作。根據檢測時音響曲線的變化，可以判斷出電纜路徑。

1.4測量電纜故障點的距離

電纜故障性質確定后，根據不同的故障，選擇適當的方法測定從電纜一端到故障點的距離，這就是故障測距。又稱為“粗測”。為了找到確切的故障點，往往還要配合其它手段進行“細測”，即定點。常用的兩種測距方法：

（1）直流電橋法

直流電橋法是試驗班查找電纜故障的常用方法，它是根據電纜沿線均勻，電纜長度與纜芯電阻成正比的特點，并根據惠斯登電橋原理，可將電纜短路接地，故障點兩側的環線電阻引入直流電橋，測量其比值，由測得的比值和電纜全長，可算出測量端到故障點的距離。工作原理：被測電纜末端無故障相與故障相短接，電橋兩輸出臂無故障相與故障相短接。

（2）脈沖法

脈沖法能夠較好的解決高阻和閃絡性故障的探測，而且不必過多的依賴電纜長度的準確性，截面一致等原始資料，是目前電纜故障測尋的發展方向。電纜故障閃測儀的基本探測原理是將電纜認為均勻長線，應用波理論進行分析研究，并通過觀測脈沖在電纜中往返所需的時間來計算故障點距離。測試時，在故障相上注入低壓發送脈沖，該脈沖沿電纜傳播直到阻抗配的地方，如象中間接頭、T型接頭、短路點、斷路點和終端頭等，在這些點上都會引起波的反射，反射脈沖回到電纜測試端時被試驗設備接收。故障點將以回波的形式出現在掃瞄基線上。故障點回波與發送的測量脈沖之間的時間間隔與故障點在實際電纜上距測試端的距離成正比。

2、如何面對情況復雜的電纜故障

2005年，某地曾發生一起10kV電纜故障，帶負載運行的交聯電纜YJV22-3×150，是采用埋地穿管的敷設方式。故障發生時，支線開關跳閘，使該地段數百用戶停電。檢修人員到達現場，觀察發現沿線路方向幾十米處地面有下陷現象，周圍留有打樁機輾壓的痕跡，但當時不能準確判斷電纜的故障位置，在做好停電的手續、驗電接地、掛警示牌后，馬上將電纜拆下，選用2500伏兆歐表對電纜進行絕緣搖測，發現電纜的絕緣電阻低于100千歐，且導體連續性良好，這就判斷電纜是屬于接地故障。為了盡快查找到故障點，我們選用了測尋方法中的聲測法。

聲測法即聲測定點試驗法，它是利用電容充電后經過球間隙向故障線芯放電，并在故障地點附近用壓電晶體拾音器確定故障準確位置的方法。選用升壓變壓器T，其電壓值范圍為200V～220V/30000V～35000V，額定容量1kVA，高壓硅堆D，球間隙G選用一對小銅球，直徑為10mm～20mm，球隙放電的間隙時間一般取2～3秒一次，電容器C取值為2～9μF，將電纜通電升壓，用壓電晶體拾音器沿著線路的方向移動，最后通過拾音器的聲響，發現了故障點的準確位置，立刻開挖該處，發現電纜的外護套、鎧裝層、銅屏蔽層、線芯都有壓傷現象。我們只用了半小時就尋出了故障點，在進行一個多小時的搶修后，再對電纜進行絕緣搖測，符合安全標準，正?；謴凸╇?，投入運行。實踐表明，測尋電纜故障采用聲測法，具有科學性、實用性和簡易性。電纜線路的檢修工作是電纜安全運行管理工作的重要環節，當電纜發生故障時，只有通過有計劃、有步驟、利用最實效的簡易方法測尋，將電纜故障定位及快速搶修，才能確保用戶的用電及線路的正常安全運行。

3、對于電力電纜安全運行及時排除電力電纜故障的幾點建議

通過電纜多年運行， 預防性試驗及電纜故障的測尋實踐中， 提出以下幾方面建議：

（1）應特別注意加強對電纜運行基礎資料的管理， 特別是直埋電纜的走向， 類別規格， 尺度等原始數據， 橋架電纜也是如此。

（2）加強相關工作人員專業技術培訓， 提高技術工人素質，加強工作技能，特別是電纜材質制作的技術水平，最大限度的減少高壓電纜發生故障的概率。

（3）加強電纜施工技術管理， 施工技術的好壞直接決定著工程質量。橋架上電纜一定拴好標識牌， 施工操作要按電纜施工技術規范執行，并采取相關措施。

（4）加強對施工地區環境的管理， 根據電纜原始資料對動土段加強監視， 盡量減少、預防外力破壞， 電纜保護。

（5）不斷深化改革，進一步加強對相關電氣工作人員的職業技能技術培訓， 提高工作水平， 引進先進技術積極學習有關試驗方面的高科技知識， 來適應當今世界的高科技的發展。

4、總結

維護電纜的安全運行，是一項至關重要的工作。當地下電纜發生故障時，可以使用簡易的測尋方法來尋找電纜故障點，縮短修復時間。在以后的工作實踐中，我們需要不斷提高技術能力，更加熟練地運用這種方法，不斷提高高壓電力電纜系統運行的穩定性。

參考文獻：

[1]肖成剛；高壓電力電纜—架空混聯線路接地保護方案探討[D]；上海交通大學；2007年

[2]岑建明；輸電線路故障測距的研究[D]；浙江大學；2007年