高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的探討與應(yīng)用

摘 要：為了進(jìn)一步滿足我國(guó)社會(huì)的電力需求，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)、生活的有序開(kāi)展，我國(guó)的電力部門(mén)加強(qiáng)對(duì)于高壓電纜的維護(hù)，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)用，促進(jìn)電力部門(mén)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。本文基于此，分析探討高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的內(nèi)涵與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高壓；電纜護(hù)層；接地故障；查找技術(shù)；探討與應(yīng)用

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮，工業(yè)化以及城市化的發(fā)展，使得我國(guó)電力事業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是也導(dǎo)致輸電線路用電負(fù)荷增加等問(wèn)題的出現(xiàn)。基于此，為了進(jìn)一步確保電路輸送的安全性，相關(guān)部門(mén)以及人員逐步使用了高壓電纜進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。事實(shí)上，高壓電纜護(hù)層在進(jìn)行接地作業(yè)的過(guò)程中容易出現(xiàn)故障，不利于電力運(yùn)輸作業(yè)的有效開(kāi)展。故而需要電力部門(mén)以及相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)于高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的分析，并加強(qiáng)利用。

一、高壓電纜護(hù)層接地現(xiàn)狀

（一）缺乏高壓交聯(lián)電纜的交接試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定

目前，我國(guó)的電力部門(mén)在借助高壓電纜進(jìn)行電力運(yùn)輸作業(yè)的過(guò)程中，由于電力技術(shù)人員缺乏對(duì)高壓電纜的交接試驗(yàn)規(guī)定的必要了解，故而導(dǎo)致在實(shí)際的操作過(guò)程中過(guò)分重視電纜主絕緣的耐壓，故而對(duì)高壓電纜的外護(hù)套的試驗(yàn)操作忽視，不利于有效的發(fā)現(xiàn)外護(hù)套絕緣損壞的隱性缺陷。

（二） 高壓電纜線路護(hù)層接地保護(hù)不合理

此外，相關(guān)的研究、調(diào)查還發(fā)現(xiàn)：電力技術(shù)人員在進(jìn)行高壓電纜架設(shè)以及運(yùn)行的過(guò)程中，忽視了對(duì)于高壓電纜線路護(hù)層接地保護(hù)方式的管控，繼而導(dǎo)致高壓電纜線路無(wú)法滿足大負(fù)荷輸電的需要，導(dǎo)致高壓電纜外護(hù)套絕緣老化速度的加快。

（三） 未能有效的開(kāi)展檢修作業(yè)

雖然電力部門(mén)會(huì)定期對(duì)高壓電纜外護(hù)層絕緣進(jìn)行檢測(cè)。但是由于我國(guó)高壓電力線路存在電纜開(kāi)路數(shù)多、檢測(cè)量大等狀況，繼而導(dǎo)致電力技術(shù)人員在進(jìn)行相關(guān)檢修作業(yè)的過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)槭韬龆鵁o(wú)法對(duì)線路進(jìn)行全面的檢修。故而導(dǎo)致一系列電力問(wèn)題的出現(xiàn)。

二、 高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行高壓電纜護(hù)層接地故障查找的論述過(guò)程中，筆者以武鋼電網(wǎng)的高壓電纜金屬護(hù)層故障查找作業(yè)為例，展開(kāi)相關(guān)的敘述。

（一）阻抗法

一般而言，阻抗法在運(yùn)用的過(guò)程中主要包含兩種技術(shù)手段：電橋法以及分布參數(shù)計(jì)算高阻故障法。

所謂的電橋法，指的是在實(shí)際的操作過(guò)程中利用四臂電橋，對(duì)電纜芯線中的直流電阻進(jìn)行有效的測(cè)量，隨后需要對(duì)電纜長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)。最后依據(jù)按電纜長(zhǎng)度與電阻或電容的正比例關(guān)系，對(duì)故障點(diǎn)所在的位置進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。事實(shí)上，電阻電橋法、電容電橋法以及高壓電橋法在運(yùn)用的過(guò)程中，能夠?qū)﹄娏﹄娎|的低阻故障、斷線故障以及電纜護(hù)層接地故障進(jìn)行有效的定位。

分布參數(shù)計(jì)算高阻故障法在運(yùn)用的過(guò)程中，其核心理論思想就是：基于分布參數(shù)線路理論。一般而言，電力技術(shù)人員在進(jìn)行相關(guān)操作的過(guò)程中，需要對(duì)高阻故障的電纜施加正弦高壓信號(hào)，在這一步驟完成之后，高阻故障點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。最后電力人員在依照分布參數(shù)線路理論，對(duì)各點(diǎn)的電壓與電流進(jìn)行高效的計(jì)算，最后計(jì)算出故障所在的位置。

（二）行波法

行波法在運(yùn)用的過(guò)程中主要包括駐波法以及現(xiàn)代法。所謂的駐波法這是將電力電纜作為高頻傳輸線，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)于駐波諧振現(xiàn)象的觀察和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于斷線故障等故障的測(cè)量。

現(xiàn)代法又被稱(chēng)之為脈沖反射法，主要包含高壓脈沖電壓法、二次脈沖法等。一般而言，低壓脈沖反射法主要被運(yùn)用在低阻、斷線故障中，而高壓脈沖電流法等方法則普遍被運(yùn)用在高阻故障。筆者總結(jié)了低壓脈沖反射法測(cè)距系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

如圖1所示，向故障電纜輸入低壓脈沖，其將會(huì)沿著電纜尋找其中的阻抗不匹配點(diǎn)。當(dāng)遇到電纜故障點(diǎn)時(shí)，輸入的低壓脈沖將會(huì)反射，此時(shí)儀器通過(guò)對(duì)反射脈沖特性的分析，可以確定故障類(lèi)型。

（三）跨步電壓法

此外，在進(jìn)行高壓電纜護(hù)層接地故障查找作業(yè)的過(guò)程中，最為常用的手段就是跨步電壓法。該種方法在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中主要將直流電壓輸送到故障防護(hù)層中，而該電壓在經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生回流，故而在地面上產(chǎn)生跨步電壓。隨后，需要電力技術(shù)人員在預(yù)測(cè)的故障距離附近，使用探頭對(duì)電纜不同位置的跨步電壓值進(jìn)行測(cè)量。最后需要對(duì)測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障點(diǎn)位置的確認(rèn)。在借助該類(lèi)方法進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，為了規(guī)避地面雜散電流對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的影響，電力技術(shù)人員往往使用的是直流脈沖信號(hào)。

目前，跨步電壓法在實(shí)際的監(jiān)測(cè)過(guò)程中主要有兩種檢測(cè)方法：一是確保故障點(diǎn)正上方的跨步電壓為零，而故障點(diǎn)兩側(cè)沿電纜走向跨步電壓極性相反且達(dá)最大值，從而以此特征為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障點(diǎn)的定位；二是利用放電電流在故障點(diǎn)上方環(huán)形發(fā)散的特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障點(diǎn)的查詢。

三、實(shí)例分析

在進(jìn)行相關(guān)的分析作業(yè)過(guò)程中，筆者以110kV官?gòu)V高壓電纜為例展開(kāi)相關(guān)的敘述。據(jù)悉，該高壓電纜于2015年3月發(fā)生過(guò)跳閘現(xiàn)象，A相出現(xiàn)故障。在實(shí)際的接地故障查找作業(yè)的過(guò)程中，相關(guān)單位以及人員采取了行波法進(jìn)行作業(yè)。在故障查找的過(guò)程中主要采用了SebaKMT SPG32定位系統(tǒng)、30E數(shù)碼脈沖反射儀等儀器進(jìn)行具體操作。

在故障查找過(guò)程中，相關(guān)人員借助T30E脈沖反射儀的低壓脈沖法對(duì)事故電纜進(jìn)行確定，隨后使用高壓?jiǎn)卧猄32，黃綠色地線接系統(tǒng)地，高壓電纜高壓大夾子接A相線芯，高壓電纜末端小夾子接A相銅屏蔽地線，并對(duì)故障A相進(jìn)行殘壓測(cè)試，最后利用聲磁同步法對(duì)A相故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位。從而對(duì)故障位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，需要技術(shù)人員借助高壓脈沖源向故障電纜施加高壓脈沖使故障點(diǎn)擊穿放電。在這樣的情況下，電纜的故障點(diǎn)在放電的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生“啪啪”的聲音，并進(jìn)行輻射電磁波的釋放。在此過(guò)程中，需要技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)于收接收機(jī)對(duì)電磁信號(hào)以及聲音信號(hào)結(jié)構(gòu)的時(shí)間差等數(shù)據(jù)資料的收集，并借助低壓脈沖反射法對(duì)故障點(diǎn)的距離進(jìn)行計(jì)算。

低壓脈沖反射法使用時(shí)，首先需要向故障電纜首端注入故障測(cè)距所需的脈沖電壓信號(hào)，通過(guò)對(duì)入射電波及反射電壓行波時(shí)間差的測(cè)量，對(duì)實(shí)際的測(cè)距大小進(jìn)行確定。運(yùn)用這種故障測(cè)距方法時(shí)，具體的測(cè)距公式如下：

四、結(jié)語(yǔ)

本文主要總結(jié)了110kv及以上高壓電纜金屬護(hù)層故障查找技術(shù)，筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位，我國(guó)的電力事業(yè)必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，并以此為基礎(chǔ)促進(jìn)電力單位獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：

郭毅斌（1972-），男，漢族，廣州番禺人，本科，電力管理工程師，從事專(zhuān)業(yè)方向：配電工程。