FCL-2004智能電纜故障檢測儀在實(shí)際應(yīng)用中的方法與步驟淺析

張寶東

摘 要：大秦鐵路是我國西煤東運(yùn)重要交通線之一，是1988年我國開通的第一條雙線電氣化鐵路。電力電纜（以下簡稱電纜）在10kv配電所、企開所、雙電源地方電源（進(jìn)線）、10kv自閉、貫通等處所被廣泛的應(yīng)用;電纜條數(shù)多、線路長，電纜故障發(fā)生多。本文從實(shí)踐出發(fā)，論證了采用FCL-2004智能電纜故障測試儀實(shí)際運(yùn)用中的方法與步驟。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障檢測;方法;步驟

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.153

大秦鐵路是1988年我國開通的第一條雙線電氣化鐵路，電力電纜（以下簡稱電纜）在10kv配電所、企開所、雙電源地方電源（進(jìn)線）、10kv自閉、貫通等處所被廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際運(yùn)行中電纜多埋于地下，一旦發(fā)生故障，查找十分困難。最初我們使用的一些儀器和方法，測試成功率低、耗時(shí)長，常常需要十幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天的時(shí)間，給供電設(shè)備正常運(yùn)行造成較大影響，鐵路高速化、電氣化的發(fā)展要求供電安全、可靠。

1 智能型電纜測試儀原理特性

（1）智能型電纜測試儀工作原理。智能型電纜測試儀工作原理從理論上講他采用傳輸線理論，當(dāng)介質(zhì)不連續(xù)時(shí)，入射波會在介質(zhì)變化處產(chǎn)生反射原理，將故障電纜對高頻信號等效為一個(gè)介質(zhì)不連續(xù)的傳輸線，加高頻脈沖到傳輸線上，在介質(zhì)變化處（故障點(diǎn)），必然會產(chǎn)生反射波，儀器采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，精準(zhǔn)測量發(fā)射脈沖到反射脈沖的延時(shí)，并根據(jù)S=1/2vt自動計(jì)算出距離S，穩(wěn)定的顯示給儀器的使用者，使用者依據(jù)波形，進(jìn)行分析，判斷故障性質(zhì)及故障點(diǎn)距離。

（2）智能型電纜測試儀特性。性能：測量范圍：2.0m～100km;主機(jī)初測誤差：1%（相對），測試距離1km以上誤差±15m，1km以下誤差±10m，定點(diǎn)儀精測誤差：﹤0.2m;特點(diǎn)：自動判斷故障性質(zhì)，波形可連續(xù)、儲存、擴(kuò)展、壓縮、比較、打印記錄等多項(xiàng)功能。

2 智能型電纜測試儀使用方法和步驟的探討

智能儀提供多種測試方法供操作人員根據(jù)不同情況使用。

（1）低壓脈沖法。低壓脈沖由主機(jī)產(chǎn)生，適用于直接測量電纜的低阻或開路故障（如圖1、2所示）。原理是智能主機(jī)本身發(fā)射一個(gè)脈沖信號，在故障點(diǎn)或接頭處產(chǎn)生一個(gè)反射波，反射波沿原路返回發(fā)射端，由路徑公式S=VT（傳播速度V在同一介質(zhì)中為定值）得出故障距離。脈沖法簡單方便，可校正全長，觀察接頭位置。掌握脈沖法波形的關(guān)鍵是抓住三要素：極性、時(shí)間、幅度。即開路反射為同極性，低阻反射為反極性，故障點(diǎn)反射幅度大于接頭反射。

（2）高壓脈沖（閃絡(luò)法）。也稱沖閃法，適用于測量電纜的高阻故障，原理是：智能主機(jī)儀器利用電纜故障點(diǎn)在高壓作用下閃絡(luò)放電，形成瞬間短路故障，并同時(shí)產(chǎn)生回波信號的原理進(jìn)行測試。高壓脈沖法可測所有類型故障，波形比較復(fù)雜，但只要抓住兩點(diǎn)，波形全貌為余弦震蕩波形，拐點(diǎn)為上升沿和下沿，就不難判斷。在實(shí)踐中電纜故障情況復(fù)雜多變，隨時(shí)間和放電次數(shù)增加，阻值會不斷變化，這時(shí)根據(jù)不同情況，靈活地使用各種方法就能順利解決問題。

（3）電纜故障測試方法與實(shí)例分析。由于導(dǎo)線電阻與介質(zhì)漏導(dǎo)的影響，長距離電纜故障放電能量衰減較大，容易造成故障點(diǎn)不放電，波形拐點(diǎn)平滑或不明顯。根據(jù)公式W=1/2CU，可通過增大電容和提高電壓來提高沖擊能量，或采用終端測試法、排除法等。

實(shí)例分析：2018年10月4日，茶塢站10kv自閉電纜，電纜型號：10Kv交聯(lián)聚乙烯，長度：1680m，故障性質(zhì)：B相280Ω，屬高阻故障，實(shí)測波形如圖3所示。

首先使用低壓脈沖法測全長為1660m，并判斷是否有短路，或開路性故障。觀察微波沒有短路和開路故障后，用高壓脈沖法，開始為不放電波形，后經(jīng)過加壓測得波形如圖三所示，故障波形反射密集，發(fā)生畸變，判斷為近距離故障，游標(biāo)定位取S=t2-t1=405m取五次反射平均值，實(shí)際距離為S2/5=81m，經(jīng)開挖后證實(shí)，實(shí)際故障距離為82m左右，誤差為1m。

總結(jié)：該故障采用終端、始端波形比較，有效地減少了誤差。

綜上所述，我們認(rèn)為探測電纜故障應(yīng)遵循以下步驟：第一步：了解現(xiàn)場和故障電纜情況。第二步：判斷故障性質(zhì)，制定測試方案。第三步：低壓脈沖法校對全長，三相比較，做到心中有數(shù)。第四步：選用合適方法粗測。第五步：勘測路徑，精確定位。第六步：誤差分析。

3 精測定點(diǎn)的方法

（1）精測：定點(diǎn)儀利用故障點(diǎn)放電時(shí)產(chǎn)生的聲波和電磁進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

（2）精測定點(diǎn)的方法。精準(zhǔn)定點(diǎn)由人來完成，在實(shí)踐中積累豐富的經(jīng)驗(yàn)才能捕捉到微波的聲音信號變化。FCL-2015一體無噪音定點(diǎn)儀在聽測聲波信號和電磁信號，提高了定點(diǎn)儀效果。精測定點(diǎn)建立在粗測準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，在電纜路徑的正上方，粗測范圍內(nèi)，找到最響點(diǎn)。

4 結(jié)束語

電纜故障探測技術(shù)是儀器性能與操作人員技能兩方面的結(jié)合，在實(shí)踐中我們體會到：按照科學(xué)的方法，靈活使用儀器，通過比較、分析、排除等手段就能又準(zhǔn)又快地探測到故障點(diǎn)。

幾年來，我們準(zhǔn)確、迅速地探測電纜故障上百多條次，2018年，查處故障27起，有效地保障了供電，保障了鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓伯峰.DGC電纜故障閃測儀原理與電纜故障測量[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社出版，1993（03）.

[2]王學(xué)義.FCL-2004智能電纜故障探測儀使用說明[S].陜西福潤德電子科技有限公司，2013（06）.