110kV電力電纜故障查找方法及問(wèn)題

銀文山 　銀震

摘要：現(xiàn)當(dāng)今，隨著我國(guó)科技不斷進(jìn)步，我國(guó)的電力行業(yè)也得到了很大程度的發(fā)展。但是在我國(guó)的電力供應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電力電纜故障等問(wèn)題，對(duì)居民的生產(chǎn)和生活造成了巨大的威脅。我國(guó)電纜大多采取110kV等級(jí)，因此必須從多種途徑出發(fā)探析故障原因，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力保障。

關(guān)鍵詞：110kV電力電纜;故障查找;方法

引言

隨著城市建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，10kV電力電纜的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由以往的僅在變電站出線(xiàn)、重要交叉跨越處使用過(guò)渡到現(xiàn)在大面積乃至全線(xiàn)使用并呈逐年大幅上升趨勢(shì)，而電力電纜線(xiàn)路運(yùn)維方面由于人力水平、技術(shù)手段、地下封閉運(yùn)行等多種原因，一旦發(fā)生故障，查找故障點(diǎn)和修復(fù)時(shí)間均需耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間，嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)及居民生活用電。因此，如何做好110kV電力電纜的運(yùn)行維護(hù)顯得尤為重要。

1110kV電力電纜所發(fā)生故障的原因

1.1電纜型號(hào)規(guī)格不合適

電纜的型號(hào)和種類(lèi)有很多，在進(jìn)行電纜鋪設(shè)之前，一定先確認(rèn)應(yīng)該使用什么型號(hào)的電纜。不同型號(hào)、規(guī)格的電纜的能夠承載的工作量不同，如果電纜選擇不合適，就有可能由于電纜負(fù)載量過(guò)大、環(huán)境潮濕等原因出現(xiàn)故障。出于城市美觀(guān)性的考慮，電纜暴露在建筑外面會(huì)顯得很不整齊，因此，很多電纜都是埋在地下或者是墻壁內(nèi)的。電纜處在暗處，施工人員就不能及時(shí)排查故障，因此在電纜的規(guī)格選擇上就更應(yīng)該注意。例如在比較潮濕的土地或者是臨近水管和城市排水管道的地方，鋪設(shè)的電纜若是沒(méi)有防水防潮功能，很快就會(huì)受到損害。不同規(guī)格的電纜能承受的電量也不同，在進(jìn)行110kV的電力電纜鋪設(shè)時(shí)，如果選擇不當(dāng)，電纜的導(dǎo)體截面、種類(lèi)等不合適，電纜在工作一段時(shí)間后就會(huì)由于輸電量超載持續(xù)發(fā)熱，最終導(dǎo)致電纜被燒斷。

1.2電纜質(zhì)量問(wèn)題

電纜的質(zhì)量是保障電網(wǎng)正常運(yùn)行的最基本要求，電纜的質(zhì)量如果不達(dá)標(biāo)，即使選對(duì)了規(guī)格型號(hào)，也會(huì)頻發(fā)故障。我國(guó)目前的電纜市場(chǎng)品牌眾多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較激烈，商家為了搶占市場(chǎng)也打出了很多低價(jià)策略，在這種情況下，一些廠(chǎng)家在壓低價(jià)格的同時(shí)保持利潤(rùn)，在電纜生產(chǎn)上偷工減料或者是選用質(zhì)量不好的原料，導(dǎo)致電纜的質(zhì)量差，存在電纜絕緣層嚴(yán)重偏芯，半導(dǎo)體層厚薄不均，芯線(xiàn)（導(dǎo)體）雜質(zhì)大等問(wèn)題。這些電纜使用壽命短，用到城市電力系統(tǒng)中很容易造成安全問(wèn)題，埋下安全隱患。

1.3施工問(wèn)題

在電纜施工的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，主要可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行展開(kāi)：第一，現(xiàn)場(chǎng)條件差。所謂的條件差，主要就是說(shuō)一些施工的現(xiàn)場(chǎng)地形過(guò)于復(fù)雜，周邊的環(huán)境污染很?chē)?yán)重，此外生產(chǎn)工藝以及技能水平較低，也很容易導(dǎo)致施工出現(xiàn)問(wèn)題。第二，技術(shù)工作人員水平較低。從某種程度上來(lái)看，施工中所出現(xiàn)的問(wèn)題很容易影響電纜的安全運(yùn)行，尤其是技術(shù)工組人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺乏的問(wèn)題。所以提高技術(shù)人員的技能水平是非常有必要的。

2電纜故障排查方法及其原理

2.1雷達(dá)法

利用雷達(dá)法對(duì)電纜進(jìn)行故障排查主要是利用反射脈沖和發(fā)射脈沖之間存在的時(shí)間差，通過(guò)時(shí)間差計(jì)算完成測(cè)距。在電纜故障排查時(shí)，脈沖信號(hào)被輸送到電纜過(guò)程中會(huì)在電纜內(nèi)自由穿梭，一旦遇到阻抗點(diǎn)時(shí)會(huì)形成相應(yīng)反射，專(zhuān)業(yè)的測(cè)量?jī)x器會(huì)將相關(guān)的反射脈沖進(jìn)行分析，再通過(guò)運(yùn)算公式計(jì)算出故障發(fā)生的大體位置。不同的反射極性也直接反映出不同的故障原因。如果發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的極性一致，則說(shuō)明電纜是發(fā)生了開(kāi)路故障;如果反射脈沖和發(fā)射脈沖之間的極性相反，則說(shuō)明電纜可能發(fā)生了低阻故障。雷達(dá)法在電纜測(cè)量過(guò)程中比較簡(jiǎn)單，并且有專(zhuān)業(yè)公式進(jìn)行計(jì)算，可以準(zhǔn)確測(cè)量出電纜的故障位置。但是脈沖在電纜內(nèi)運(yùn)行也會(huì)有一定的局限性，時(shí)間寬度受限是其最大的局限性，超過(guò)相應(yīng)的時(shí)間寬度，反射和發(fā)射之間在脈沖層面會(huì)產(chǎn)生重疊，進(jìn)而形成盲區(qū)。因此，對(duì)于高阻和閃絡(luò)故障，雷達(dá)法并不能準(zhǔn)確測(cè)量故障原因。

2.2直閃法

在閃絡(luò)故障排查過(guò)程中，直閃法是故障排查效率最高的方法。閃絡(luò)故障點(diǎn)會(huì)存在較高的電阻，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員能夠利用高壓試驗(yàn)設(shè)備讓故障點(diǎn)出現(xiàn)躍變波和脈沖波，并且在測(cè)試口將反射回來(lái)的電磁波進(jìn)行詳細(xì)記錄，根據(jù)記錄下來(lái)的波形計(jì)算電波在電纜內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)電波運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)而推算出故障發(fā)生點(diǎn)。電壓法和電流法是直閃測(cè)量法最主要的兩種信號(hào)采集方式。在110kV電纜排查領(lǐng)域，電壓法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)波形變化較小、誤差較大等問(wèn)題，所以在實(shí)踐過(guò)程中，電流法是運(yùn)用最廣泛的故障排查方法。利用電流法進(jìn)行電纜故障排查，電流耦合器即使于高壓回路之間沒(méi)有形成連接，也可以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。這種測(cè)量方式保障了測(cè)量人員的人身安全，并且操作比較簡(jiǎn)單。此外，耦合器收集來(lái)的電波信號(hào)也可以以直觀(guān)的形式進(jìn)行故障排查辨認(rèn)。直閃法在實(shí)際故障排查檢測(cè)過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確收集擊穿瞬間的信號(hào)，并且利用這一瞬間的信號(hào)進(jìn)行故障點(diǎn)排查。通過(guò)這種方式得出的故障點(diǎn)準(zhǔn)確性較高。但是任何事物都有正反兩個(gè)方面，該方法在進(jìn)行電纜故障排查過(guò)程中也存在相應(yīng)的問(wèn)題。最核心的問(wèn)題在于多次放電后，電纜故障點(diǎn)會(huì)因?yàn)樘甲柰ǖ赖淖璧K無(wú)法再利用該種方法進(jìn)行測(cè)量。尤其是在電阻逐漸下降過(guò)程中，當(dāng)電阻下降到臨界點(diǎn)后便不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，直閃法也就沒(méi)有任何用武之地。

2.3沖擊放電聲測(cè)法

聲測(cè)法主要是利用對(duì)前文介紹的電纜測(cè)距方法查找到事故點(diǎn)大致位置后。選擇測(cè)試端并安裝沖擊電壓裝置，在脈沖高壓作用下故障點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)規(guī)則性放電，由于放電的能量與電纜電容、電壓的平方構(gòu)成正比例關(guān)系，故障點(diǎn)處釋放的放電能量會(huì)發(fā)出較大聲音。利用此種規(guī)律，在粗測(cè)故障點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上，維修人員可利用定點(diǎn)儀來(lái)精確確定電纜故障點(diǎn)，放電聲最大處即為故障點(diǎn)所在。但同時(shí)放電能量與電流平方、電阻也呈正比例關(guān)系，因此聲測(cè)法僅適用于高阻故障檢測(cè);精確定點(diǎn)時(shí)還可能因?yàn)殡娎|埋深過(guò)深，聲音差別區(qū)分困難，或背景噪聲較強(qiáng)以致故障定點(diǎn)難以進(jìn)行，局限性較為明顯。

2.4聲磁同步法

所謂聲磁同步法，實(shí)際上就是聲測(cè)法的改進(jìn)版，在聲測(cè)法應(yīng)用的同時(shí)加設(shè)電磁波接收裝置用來(lái)接收放電產(chǎn)生的電磁波。因?yàn)楣收宵c(diǎn)放電發(fā)出爆聲的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，因?yàn)殡姶挪ā⒙暡ㄍ浇邮盏膶?shí)現(xiàn)，在聽(tīng)到振動(dòng)聲波并顯示出故障點(diǎn)放電電磁波時(shí)，足以證明故障點(diǎn)在附近區(qū)域，否則應(yīng)視作干擾信號(hào)。該方法可有效地彌補(bǔ)聲測(cè)法難以在背景噪聲較大時(shí)運(yùn)用的局限性，且通過(guò)而且通過(guò)檢測(cè)接收到的磁聲信號(hào)接收的時(shí)間差計(jì)算，還可估測(cè)到探頭與故障點(diǎn)間的距離，有效地保證了故障點(diǎn)的識(shí)別能力。

結(jié)語(yǔ)

電力電纜的施工質(zhì)量不僅關(guān)系著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全也有著很大的影響。為了確保變城市電網(wǎng)的質(zhì)量過(guò)關(guān)，在10kV電纜施工的全過(guò)程中，管理人員應(yīng)該跟蹤控制管理，保證材料質(zhì)量過(guò)關(guān)、施工技術(shù)過(guò)關(guān)、施工工序正確，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)督管理，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題馬上協(xié)調(diào)解決，保證電力電纜工程的質(zhì)量，對(duì)人民負(fù)責(zé)、對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)。

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