電力電纜的故障檢測(cè)技術(shù)探討

摘 要 近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展以及城市整潔性要求的不斷提高，傳統(tǒng)的外架式電纜方式開始向地面隱藏方式轉(zhuǎn)變。采用這種方式的好處是節(jié)約了土地資源，美化了環(huán)境，但是也存在線路維護(hù)管理困難的問題。當(dāng)電力電纜出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)造成大面積的停電，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。因此，需要快速對(duì)電纜故障進(jìn)行檢測(cè)，并定位出電纜出現(xiàn)故障的位置，從而及時(shí)修復(fù)問題。本文將從電力電纜故檢測(cè)的必要性、檢測(cè)方法以及檢測(cè)方法的發(fā)展趨勢(shì)上進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞 經(jīng)濟(jì)社會(huì);城市整潔性;環(huán)境

引言

地埋隱藏式電力電纜受氣候環(huán)境因素、人員活動(dòng)因素的影響較小。一般來說，性能良好穩(wěn)定環(huán)境下的電纜生命周期可達(dá)20年。但是由于地下電力電纜在不同區(qū)域下的環(huán)境因素有所不同，如有些區(qū)域內(nèi)環(huán)境的腐蝕性較強(qiáng)，這會(huì)對(duì)電纜的表面保護(hù)層造成破壞。此外由于電纜的質(zhì)量不同，以及施工因素的影響，電力電纜在服役周期內(nèi)也會(huì)發(fā)生故障。當(dāng)電力電纜發(fā)生故障時(shí)會(huì)造成大面積的停電，企業(yè)無法正常工作，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們的日常生活造成了影響。相比于國外，我國的電力電纜的故障發(fā)生率要高很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國的電力電纜的故障發(fā)生率是國外的5倍。因此，需要對(duì)電力電纜狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)采取有效的措施對(duì)故障原因分析，并定位發(fā)生故障的位置，及時(shí)的排除故障，降低由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

1電力電纜故障檢測(cè)的必要性

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得城市用電量不斷增加，用電負(fù)荷的不斷增加使得電力電纜出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)提高。電力電纜出現(xiàn)故障會(huì)造成大面的停電，對(duì)居民生活與企業(yè)生產(chǎn)造成了影響。地埋式的電力電纜一旦發(fā)生故障，其故障診斷與修復(fù)較為困難，首先地埋是電纜的故障位置較難發(fā)現(xiàn)，此外，維修施工需要大面積挖開地面尋找故障位置。因此，對(duì)于電力電纜的故障類型進(jìn)行檢測(cè)對(duì)于其故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位是一項(xiàng)十分重要的工作。降低電力電纜故障造成的經(jīng)濟(jì)損失需要及時(shí)檢測(cè)發(fā)展的類型并準(zhǔn)確定位出發(fā)生故障的位置。為此，世界各國都在積極探尋電力電纜的智能監(jiān)測(cè)與故障檢測(cè)定位技術(shù)[1]。

2電力電纜故障檢測(cè)方法

電力電纜由于受到環(huán)境因素、施工因素以及工作負(fù)荷的影響容易發(fā)生不同形式的故障，綜合來看，依據(jù)這些故障的性質(zhì)，電力電纜的故障可以劃分為以下類型。

低電阻的短路故障，電力電纜對(duì)地絕緣體的電阻值不高于某一特定的數(shù)值，此外導(dǎo)體的連續(xù)性能較好。

高電阻的短路故障，電力電纜對(duì)地絕緣體的電阻值高于某一特定值，導(dǎo)體的連續(xù)性能較好。

開路故障，導(dǎo)體經(jīng)過連續(xù)性試驗(yàn)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)某一段存在不連續(xù)，但是電纜導(dǎo)體的絕緣性能符合各項(xiàng)規(guī)定。

閃絡(luò)故障，此類故障的檢測(cè)為當(dāng)電壓高于某一特定值時(shí)，電力電纜容易發(fā)生擊穿[2]。

針對(duì)這些故障類型，需要采用科學(xué)合理的方法對(duì)故障類型進(jìn)行檢測(cè)。常用的電力電纜的故障檢測(cè)方法如下：

阻抗檢測(cè)法，阻抗檢測(cè)法主要是根據(jù)歐姆定律來推斷故障發(fā)生的位置。根據(jù)歐姆定律電纜的阻抗值為：，對(duì)于均勻的電纜，其兩端的電阻值與電壓成正比。因此，可得故障發(fā)生點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的距離正比于電纜的阻抗值。據(jù)此，能夠推斷出電纜故障的發(fā)生點(diǎn)。阻抗檢測(cè)法簡單方便，但是由于電力電纜不完全是均勻的，因此其測(cè)量精度較差。

信號(hào)注入法，信號(hào)注入法又稱故障定位法，主要是將電壓互感器或者信號(hào)發(fā)生器在設(shè)備中注入特定的電信號(hào)，當(dāng)注入的信號(hào)與接收到的信號(hào)特征一致時(shí)，可判斷設(shè)備發(fā)生故障。使用探測(cè)器對(duì)線路進(jìn)行查找，故障位置即為信號(hào)消失位置。

行波法，行波法主要通過檢測(cè)入射波和反射波的間隔時(shí)間，計(jì)算故障點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)的距離，對(duì)故障類型進(jìn)行定位判斷。其中測(cè)量信號(hào)根據(jù)脈沖信號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行判斷，當(dāng)脈沖脈寬窄時(shí)行波現(xiàn)象易分辨，反之，傳輸線短，信號(hào)發(fā)生相互疊加現(xiàn)象，現(xiàn)象不是很明顯。行波法種類比較多，包括低壓脈沖法，脈沖電流法，脈沖電壓法，二次脈沖法，每種方法有各自的特點(diǎn)，依據(jù)不同特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)。

分布式光纖法，分布式光纖法主要是利用分布式光纖推斷電纜故障發(fā)生位置。電纜配備光纖系統(tǒng)是未來發(fā)展趨勢(shì)，利用分布式光纖溫度傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)，其故障監(jiān)測(cè)原理與行波法相似[3]。

3電力電纜故障檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

近幾年隨著微電子技術(shù)不斷發(fā)展，電力電纜故障檢測(cè)設(shè)備逐步向體積小，易于攜帶等方向發(fā)展，此外隨著電力電纜數(shù)據(jù)量的不斷增加，電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)的智能化監(jiān)測(cè)將成為電力行業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要趨勢(shì)，相對(duì)電力電纜事后故障檢測(cè)與維修的方式。智能化的狀態(tài)監(jiān)測(cè)將能夠充分利用電力電纜運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如通過監(jiān)測(cè)不同區(qū)域內(nèi)電纜的用電負(fù)載量判斷電纜的狀態(tài)，并預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的電纜的用電負(fù)荷，以及運(yùn)行狀態(tài)，從而提前做好預(yù)防性的措施，避免電纜出現(xiàn)故障引起大面積停電。綜上所述，未來電纜的智能化監(jiān)測(cè)將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：①監(jiān)測(cè)方式將融合數(shù)字化信息技術(shù)，全方位提升故障檢測(cè)與定位精度;②監(jiān)測(cè)方式將融合智能學(xué)習(xí)算法，能夠自主決策電力系統(tǒng)狀態(tài)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控，自動(dòng)報(bào)警的能力。隨著電力電纜數(shù)據(jù)量的不斷增加，自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型的不斷更新與強(qiáng)化，電力電纜的智能化預(yù)測(cè)預(yù)警水平將不斷提高[4]。

4結(jié)束語

電力電纜的故障檢測(cè)與定位技術(shù)對(duì)于電纜維護(hù)具有重要的作用。本文詳細(xì)分析了電力電纜故障診斷技術(shù)的必要性，常用的故障檢測(cè)的方式，以及未來的發(fā)展趨勢(shì)。綜上所述，未來電力電纜的故障診斷技術(shù)將朝著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，該技術(shù)將能夠提前預(yù)知電力電纜的裝填，并能夠積極有效的診斷故障發(fā)生的原因，以及準(zhǔn)確定位故障位置，從而保障社會(huì)生產(chǎn)中正常的供電需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王巍，劉石川. 電力電纜故障測(cè)試技術(shù)研究[J]. 電線電纜，2013（1）： 37-40.

[2] 李秋菊，姜淑恒. 電力電纜故障測(cè)試技術(shù)研究[J]. 技術(shù)與市場， 2015（9）：120-121.

[3] 黃小茹，程仕山. 電力電纜線路故障檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（3）：122.

[4] 黨軍然，李成. 電力電纜故障診斷與監(jiān)測(cè)[J]. 商品與質(zhì)量， 2016（14）：358-359.

作者簡介

宋鈺銘（1992-），男，上海奉賢人;畢業(yè)院校：上海電力學(xué)院， 學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：國網(wǎng)上海奉賢供電公司，研究方向：電力電纜。