供電系統電纜故障檢測方法研究

朱福德+龐飛

摘要：當前，受到電力事業的發展影響，供電系統電纜故障檢測方法有新的進展。在檢測電纜故障的同時，更要對各類故障類型進行分類排除。因而，當前研究電纜故障的檢測方法顯得尤為重要。本文主要概述供電系統的電纜故障檢測方法，并提出對應的優化解決措施。

關鍵詞：供電系統；電纜故障；檢測方法

出現電纜故障是電纜在整個絕緣中被擊穿，致使電纜出現燒斷和線路停止供電的情況。我國正在基礎設置投資方面加大力度，所以電力行業的發展是其他各個行業發展的前提。若電纜控制不當發生故障會出現大面積的停電或者電纜燒毀的情況，出現嚴重經濟損失的同時會帶來社會的不安，由于電能是居民日常生活中不可或缺的能源之一，若長期不能解決電能持續供給的問題，會讓居民產生恐慌，引發社會動蕩，因而出現供電故障以后，需第一時間查找到故障點問題，所以如何在此期間快速的查找到故障點就顯得極為重要。本文就從電纜故障查詢的角度思考問題，探尋故障產生的類型和原因，并列舉了不同的電纜故障探尋方法，在彌補傳統觀電纜故障不足的同時，介紹探尋電纜故障的新方法。

一、供電系統中電纜故障類型分析

1.1外力破壞

機械施工破壞是電纜出線外力破壞的主要原因。當出現電纜故障時，會出現短路跳閘或傷及絕緣而留下事故隱患，造成更大的損失。據調查顯示，外力破壞在電纜損害率中占據50%以上。因為電纜還具備一定經濟價值，很多不法人員意圖破壞電纜謀取利潤，尤其是在一些偏遠地區經常會看到電纜被人為破壞的現象。所以，外力破壞是電纜故障的重要因素。

1.2電纜施工故障

一般情況下，電纜施工過程中出現的主要問題受外部施工環境和制作技術水平的影響。外部環境因素主要表現在電纜埋設過淺，電纜在外部分經受曝曬，缺乏保護；電纜溝內雜物積水過多；電纜彎曲半徑過??；電纜鋪設過程中外皮受到損傷等等。制作技術水平主要表現在電纜頭熱縮材料烘烤不均或是烘烤過度，這樣一來會使材料熱縮不緊密或是熱熔過度，造成本身絕緣程度降低；冷縮制作時沒有按照技術作業規定制作。

電纜運行問題。電纜使用過度會造成電纜絕緣枯干、脆化。尤其是在一些發達地區，用戶使用電纜的負荷過度，電纜的絕緣度強度大大降低，表面溫度過高。電纜出現故障的機率大大提高，在遭遇雷電等嚴重情況時，極易引起火災。

1.3電纜其他故障

電纜故障類型主要有低電阻故障、高電阻故障、三相短路故障、斷線故障、閃絡性故障這五種故障，可以采用在故障測尋前500v-2500v搖表進行進行的方法確定。這些故障基本都是電纜在運行過程中會出現的故障，其與外部環境的變化也有極大的關聯。尤其是在雷雨天氣，會讓電纜的運行造成一定的故障。

二、供電系統電纜故障測尋方法

2.1電橋法

測試的具體方法是：第一步在電纜線路測尋端上，將良好的相和故障相導體分別作為電橋的兩個橋臂連接在測試儀器上。第二步把另一段兩相導體跨越以構成回路。第三步調節電橋。在電橋平衡時，對應橋臂電阻乘積相等。電橋的兩個橋臂的電纜導體的電阻值壞和橋臂的長度成正比。這樣一來，可以把電纜導體電阻之比轉換為電纜長度之比。這樣的轉換大大方便了電纜故障點的確定，只要明確電橋上可調電阻和標準電阻數值，就能夠測出故障點初測距離。由于電橋法主要是根據現場電壓表和電工比人工計算電纜故障距離，準確度不高，這種方法不適用與高電阻故障和閃絡性故障。在港區范圍內也鮮少使用。

2.2脈沖法

脈沖法的工作原理是應用脈沖波技術進行電纜故障測距。其中包括低壓脈沖反射法、沖擊高壓閃絡測試法、直流高壓閃絡測試法這三種。下面詳細介紹這其中兩種測試方法。

①低壓脈沖反射法的具體測試方法：第一步在測試端注入一低壓脈沖波，脈沖波會沿著電纜傳播到故障點時，產生反射回送到測試儀器。第二步記錄記錄好發射脈沖波和反射脈沖波之間的時間間隔。第三步根據脈沖波在電纜中的傳播速度，就能夠用距離除以速度就能夠得出故障點的距離。

②直流高壓閃絡測試法的具體測試方法：第一步在測試端對電纜線路故障相施加直流電流，仔細觀察發生閃絡放電的地方。當電壓到達一定值時，故障點發生閃絡放電。第二步記錄好閃電放射鏟產生的脈沖波及其反射波在一起上的時間間隔。第三步根據距離公式算出故障距離。在實際工作中，低電阻故障和高電阻故障是電纜發生故障最主要的原因，上面介紹的兩種方法在解決低電阻和高電阻故障中，精確度高，而且受人為因素影響較小，是電纜故障測尋的首選測試方法。

三、供電系統中電纜故障儀的應用

3.1脈沖反射

電纜脈沖反射儀主要由脈沖發生器和陰極示波器組成，工作原理是：脈沖發射儀發出低壓脈沖沿著電纜傳輸，在脈沖信號到達到達電纜阻抗發生變化的位置時，會產生變化反射。通過觀察顯示儀上的反射就可以確定發射點的位置。陰極示波器要求提供特殊電路，并且會針對不同距離改變脈沖寬度。在阻抗發生變化時，上升的反射信號表示高阻抗變化，反之下降的信號代表低阻抗變化。

3.2弧反射

脈沖反射儀發出的低脈沖信號在高阻故障點不發生反射而是直接到達電纜末端形成開路發射。這時就不能再使用脈沖反射而是使用弧反射?；》瓷渲饕抢酶邏簺_擊器，工作原理：第一步利用弧反射方式通過高壓沖擊器，對故障點進行沖擊放電，這時故障點會產生電弧，形成瞬間短路狀態。第二步將脈沖反射儀通過耦合器和故障電纜連接，在產生反射弧的時候，觸發裝置發出脈沖信號在瞬間短路點形成短路反射。最后就會將下降波形顯示在顯示器上。利用弧反射法可以測得短路反射波形和在低脈沖反射法下測得的開路反射波形，這兩條波形會自動并且同時顯示在脈沖反射儀上。這兩條波形在故障點會有明顯的分離。根據分離的地點就可以知道故障點的具體位置。

四、供電系統電纜故障的排除

在XF25-1563V.4電纜故障儀使用后，電纜故障的查找率會大大提高。但隨著時間的流失，新的問題會重新出現。這個儀器針對高壓電纜故障準確率極高，但是對于低電壓電纜故障查找卻有所欠缺。特別是，低電壓電纜絕緣性和屏蔽性較高，故障儀器很容易受到蒙蔽。因此在發生電纜障礙尤其是高壓電纜障礙時，不要以為依靠技術設備，還需要結合自己平時的工作經驗和實踐心得。據一些經驗豐富的老工作者介紹，電纜故障發生點一般集中在道路過路預埋管兩側、電纜中間頭位置以及工地施工外力破壞的位置。在進行排查是可以著重排查這幾個地方。在尋找故障之前，首先要弄清楚電纜路由情況，然后再配合在XF25-1563V.4電纜故障儀的使用，查找出具體的電纜故障位置。除卻技術檢查和修護還需要做好日常的電纜維護。在工地施工和進行一些戶外作業時，要注意保護所處地的電纜，嚴禁故意損害。

在精確定點之前，我們還需要了解故障電纜敷設的詳細信息，否則我們無法根據預定位的值到達故障點附近。如果存在敷設信息不詳的情況，我們需要事先用“路徑儀”來確定電纜的路徑，使用皮尺測定故障點的大致位置，然后才能開始精確定點。目前，10KV電纜精確定點的方法有聲測法、音頻感應法和聲磁同步法。聲測法主要用于高阻故障的精確定點。這樣，當電纜出現故障的同時就能快速的被檢驗出來。并能精確到具體的故障點，從而有針對性的進行故障的排除。最終達到預期的檢測排除效果。

參考文獻：

[1]李盼，贠保記，樊曉明.礦井10kV電網單相接地故障定位的研究[J].工礦自動化.2012（12）.15-25

[2]董勇，李光友.10kV系統單相接地故障及處理探析[J].中國電力教育.2011（24）.119-121