電纜故障檢測技術在鄭州機場的應用與分析

薛曉東 劉貝貝

（河南省機場集團有限公司后勤管理中心，河南 鄭州 451161）

電纜故障檢測技術在鄭州機場的應用與分析

薛曉東 劉貝貝

（河南省機場集團有限公司后勤管理中心，河南 鄭州 451161）

本文介紹電纜故障測距技術與電纜故障在線監測技術在鄭州機場中的應用，該技術的應用有效克服了人工沿電纜路徑逐一排查故障以及計劃檢修做預防性試驗的弊端（費時費力，周期長，效果差）。通過在鄭州機場電力系統中使用以上技術，其正逐步實現從“逐一排查”向“針對性排查”、“計劃檢修”向“狀態維修”的過渡轉變。

鄭州機場；電纜；電纜故障測距；故障在線監測；狀態檢修

電纜是鄭州機場電力供應的重要設備，機場場內輸電線路為純電纜敷設。隨著二期擴建，電力電纜網絡越來越復雜，電纜故障風險加大，而一旦電纜發生故障，將導致供電中斷，不僅會造成嚴重的財產損失，還會影響航班準點率。因此，如何對電纜故障做好預防與迅速排查，保證電力電纜安全正常運行是機場供電部門面臨的一個重要問題。

鄭州機場傳統的電纜故障預防方法主要有兩種：一是值班人員沿電纜路徑定期進行巡視（每天一次）；二是按照《電力設備預防性試驗規程》規定的周期（每兩年進行一次）進行預防性試驗［1］。隨著供電網絡的規模不斷擴大，傳統巡線方式和預試的弊端越來越明顯：效率較低，周期長，效果差；傳統的電纜故障排查方法則為逐一選線，人工定位，費時又費力。

1 電力電纜常見故障

電力電纜常見故障主要有［2］：①機械損傷，包括安裝造成的損傷、外力損傷等；②絕緣受潮，主要原因是密封不良和電纜制造質量存在問題；③過電壓，超過電纜的耐壓極限，過高的電壓會造成電纜擊穿；④電纜的絕緣物流失，如以油浸紙為絕緣物的電纜，絕緣油容易流失等。

2 電力電纜故障測距技術在鄭州機場中的應用

鄭州機場目前共有電纜150余條，并處于建設增加中，除電纜自身質量導致的故障外，場內挖掘施工也多次損壞電纜造成接地故障，給機場的穩定運行造成不良影響。機場傳統的電纜定位方法為人工定位，工作量大，排查時間長，再加上故障處理不及時，往往會導致故障擴大。為此，鄭州機場引入了電力電纜故障測距技術。

2.1 電纜故障測距技術原理

電纜故障測距一般包括三個步驟［3］：第一步是確定故障的類型和故障的嚴重程度；第二步為電纜故障測距，探測故障的大致范圍，這個步驟最重要；第三步為精確定點，采用精確定位儀器，循著電纜線路，在第二步測量的距離的一定范圍內來回移動，檢測出精確的故障點。

2.2 新引入的電纜故障測距裝置介紹

為了實現電纜故障測距，鄭州機場采購了一整套設備，主要包括以下幾種。

2.2.1 電纜測試高壓發生器。電纜測試高壓發生器為電纜測試提供高壓沖擊電源，主要用于1～35kV電力電纜低阻短路、高阻接地、高阻短路、高阻閃絡等各種高低阻電纜故障的測試，可以產生32kV的直流高壓，使電纜故障點擊穿放電。可提供兩種工作方式：單次放電和周期放電。

技術要求為輸出直流電壓：0～32kV；連續可調、電容容量：≥2μF；最大放電能量≥1 000J；放電周期：4s；輸出電壓極性：負極性；供電電源：電壓220V±10%。

2.2.2 電力電纜故障測距儀。電力電纜故障測距儀可以測試電力電纜斷線、低阻、高阻、閃絡等故障；能與計算機方便連接，做到檔案資料管理和遠程服務功能。使用時鐘標志，便于翻看波形檔案。采用可充電鋰離子電池，連續工作時間大于4小時。

使用環境溫度為-25～+50℃。最大測試距離：大于等于32km，并且測試距離小于1km時，測試誤差小于等于1m；測試距離大于1km時，測試誤差小于等于4m、測試盲區小于10m。

2.2.3 電力電纜故障定點儀。電力電纜故障定點儀的故障定點的方法多，抗干擾能力強；波形直觀，測量人員易識別，并且故障點的測量位置較準確；可記錄聲磁信號，為操作者提供充足的時間對信號進行分析、比較、判斷。

故障定點精度小于等于0.2m；路徑探測精度小于等于0.2m；充電器輸入電壓：AC 220V±10%；使用環境溫度：-25～+50℃。

2.2.4 電纜路徑測試儀。電纜路徑測試信號發生器用于探測電纜路徑、定點低阻故障和鑒別電纜。

信號發射方式：連續；輸出頻率：512Hz；電源電壓：AC220V±10%；使用溫度：-25～+50℃。

3 電力電纜在線故障監測技術在鄭州機場當中的應用

3.1 傳統故障排查方法

傳統的電力電纜故障排查方法為故障選線。鄭州機場一期供電系統中性點采用小電流接地系統，供電系統中單相接地故障率最高。傳統故障選線操作原理為：對線路進行逐條拉閘，若某條線路在手動拉閘斷開后故障消失，則認為該條線路為故障所在線路；反之，斷開后接地故障仍存在，則可基本排除該線路故障的可能，可以將其合上繼續供電。但該種排查方法效率較低，且線路開關比較頻繁，也不利于實現用戶用電可靠性的要求。盡可能地縮短故障線路選取時間，對機場供電系統的安全運行是十分重要的。

3.2 新引入的電力電纜在線故障測距及報警裝置介紹

鄭州機場中心變電站引入了電力電纜在線故障測距及報警裝置系統，該系統由1臺計算機及其配套故障預警系統、交換機、三路分布式采集終端（含高頻傳感器）等設備組成。可對中心變電站進出線電纜進行實時信息采集并進行故障預警及分析。

電力電纜在線故障測距及報警裝置系統可以實現故障預警、故障測距、故障選線等功能。一是故障預警。當被監測范圍內的電力電纜（鄭州機場為純電纜線路）發生可恢復性故障時，裝置能夠可靠預警，反之，裝置不會發出預警。二是故障測距。利用行波故障測距技術，實現故障距離測算。三是故障選線。系統實時在線監測每條被測電纜的運行情況，通過綜合相關分析，獲得選線序列。四是狀態檢修。系統對每條電纜進行實時監測，并對故障進行預警、判定。將維修方式由事后維修、定期維修轉變為視情維修、預防性維修，大大降低了維修保障費用、縮短維修時間、提高電纜的完好率。

4 結語

本文對電纜故障檢測方式——故障測距及在線故障監測技術進行分析，并具體介紹了其在鄭州機場的應用情況。通過引入電纜故障測距及在線監測裝置，實現測量和分析的自動化，可及時發現和檢測出電力電纜故障，有利于對故障進行及時處理。

實踐證明，電纜故障測距儀及在線故障檢測裝置的引進，大大降低了鄭州機場供電網絡運行的風險，保證了鄭州機場供電網絡可以在最好的狀態下安全、穩定運行。

［1］中國南方電網公司.Q/CSG 10007-2004，電力設備預防性試驗規程［S］.北京：中國標準出版社，2004.

［2］王妮，周春梅.電線電纜常見故障及處理方法［J］.城市建設理論研究，2016（14）：42-43.

［3］姚劍宇.淺談電力電纜故障測距方法［J］.廣東科技，2008（16）：193-194.

The Application and Analysis of Cable Fault Detection Technology in Zhengzhou Airport

Xue XiaodongLiu Beibei
（Henan Province Airport Group Co.,Ltd.Logistics Management Center，Zhengzhou Henan 451161）

This paper introduced the application of cable fault location technology and cable fault on-line monitoring technology in the Zhengzhou airport in the application of these technologies to overcome the artificial path along the cable fault and one by one investigation plans to overhaul the drawbacks of preventive test(time-consuming,long pe?riod,poor effect),at the Zhengzhou airport in the electric power system through the use of the above technology is gradually from"one by one"to"the investigation","planned maintenance"to"condition-based maintenance"is gradually realized.

Zhengzhou Airport；cable；cable fault location technology；cable fault on-line monitoring technology；con?dition-based maintenance

TV68

A

1003-5168（2017）08-0076-02

2017-07-01

薛曉東（1974-），男，本科，中級工程師，研究方向：電力系統；劉貝貝（1990-），女，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。