中高压电缆故障快速精确定位方法

中高压电缆故障快速精确定位方法

吴兴位

云南文山电力股份有限公司 云南省 文山市 663000

摘要：中高压电缆目前主要为地下敷设，敷设方式有直埋、管井、隧道等方式，埋设方式为隐蔽工程，一旦发生电缆故障，巡视人员从地面无法检查地下电缆故障情况，需要首先对电缆开展停电试验、进行故障测寻，然后挖开覆土或盖板，打开井盖进入有限空间确认故障位置，电缆敷设深度根据规程不低于地下0.7ｍ，挖开覆土、盖板的方式，需要较多人员和机械，费时费力。而隧道敷设电缆，往往故障后，有限空间内聚集大量放电或绝缘材料燃烧产生的有害气体，使巡视人员无法进入，影响故障位置的确认，制约了抢修时间。

关键词：配电网；电缆故障点；定位

引言

配电网的电力电缆通常敷设在地下，电缆故障后通常不允许重合闸。无法快速准确地确定故障的位置将大大增加检查工作量，导致长期停电，并造成严重的经济损失，同时也给生活和生产带来不便。故障的主要原因是电缆和相关附件的老化以及日常维护不足，不能准确地识别电缆的故障点，在故障后也难以维修。随着电缆运行时间的增长，电缆故障的可能性会增加。快速准确地诊断电缆故障点对于及时排除故障和恢复电源至关重要。因此，有必要对如何定位电缆故障点进行详细分析。

1配电电缆常见故障及成因

为了有针对性地开展有效工作，实现配电电缆供电水平的全面提高，首先要深入认识配电电缆供电水平，深入了解配电电缆供电系统的常见故障和不足，进一步确定配电电缆的维修工作。造成配电线缆故障有各种各样的原因，主要分为自身原因和外部原因，线造成缆故障的自身原因是线缆自身质量问题，外部原因有很多种，像线缆所处的环境过于恶劣，操作工人操作失误，选取线缆的规格不够、小等多种原因，所以我们总结造成供电线缆故障的几种基本原因，并为其提出相应的建设性意见，来预防配电线路故障的发生。

1.1机械外力造成的电线电缆损伤

电力运输的时候，电线电缆损坏往往是在外力作用下形成的。有的部分受到了自然灾害影响，电线电缆出现了拉断问题，并不能进行正常的供电。建筑物电线电缆故障的出现，往往和电线有着比较大的负重存在联系。在垂直压力逐渐增加的情况下，外部绝缘层就发生了破裂的问题。另外，一些人为因素的出现，比如施工队伍所运用材料和施工设计不匹配，施工人员施工不符合标准，这都会出现电线电缆的损害。

1.2电缆绝缘性能下降引起的短路故障

湿气和电解腐蚀会降低电缆的绝缘性能。配电网电缆的绝缘层在高压和高热能的环境中长时间运行，绝缘层的寿命会不断降低。大量的绝缘介质丢失后，会发生绝缘退化。如果不及时更换绝缘层，绝缘层容易发生故障和泄漏，对电缆的安全运行造成影响。根据相关研究的结果，配电网中大约10%～15％的电缆故障是由于电缆绝缘层中的水分引起的。这主要是由于密封过程不足或电缆端部的密封故障所致。如果电缆外部的保护层质量不够好，则空气中的湿气容易影响裂缝或气孔，绝缘层会变湿并影响绝缘性能，从而使配电网电缆绝缘下降产生短路故障，影响正常稳定的电源。通常，可以通过直流电压测试或绝缘电阻来确定电缆绝缘层的吸湿程度。

1.3接地性故障

配电线缆接地性故障也是使配电线缆发生故障的常见原因，这种事故发生的原因是因电缆中的某一根或者数根导线对地击穿。一般来讲，接地电阻低于10kΩ的为低阻接地，高于10kΩ的为高阻接地。线缆的腐蚀、电阻铅皮破裂、连接处不合格等原因都会造成接地性故障。

2配电网电缆故障点的定位方法

目前我国对电缆故障点进行查找定位主要依据诊断—测距—定点这三个步骤，主要使用低压脉冲法、高压脉冲法、二次脉冲法、冲击放电声测法、音频法、声磁同步原理等方法去对故障点具体位置进行判断。但这些故障检测方法都存在着弊端，譬如说低压脉冲法适用于短路与低阻故障，但却不适用于闪络性故障、高阻故障，不能够实现全面对高压电缆故障进行预警与定位。随着科学技术的快速发展，电缆故障定位技术不再仅限于传统耗费大量时间的定位方法，在先进计算机技术的基础上构建自动化故障定位系统成为电力行业发展趋势。20世纪中期，通过利用故障行波对故障点进行检测与定位的理论被提出，后续的实验证明该方法有着相对较高的精确度。因此，笔者通过借鉴国内外先进材料与经验且基于行波理论设计电缆型故障指示器定位系统，其系统是由电缆型故障指示器和故障定位装置组成，能够实现将不同的电缆相应的资料数据与系统数据库相关联，搭载GPS能够实现电缆故障自动定位。

2.1脉冲法

脉冲法的主要应用原理是使用脉冲信号来发现和定位电缆故障。脉冲法将脉冲信号输入到电缆导体，并根据脉冲信号的发射和反射之间的时间差来定位故障距离。这种方法的明显优势在于它易于操作，可以产生清晰的脉冲信号，不需要与电缆相关的任何数据，并且不会对电缆造成重大损坏。但是，存在明显的缺点，其应用范围相对有限，并且如果发生接地故障，则传输波的衰减将增加，从而使得无法有效地检测故障，脉冲法不能发挥有效的作用，查找和定位的效果不太明显，尤其是在以闪络形式出现故障的情况下。

2.2高压闪络技术

如果电力电缆存在有故障点时，在通入高压后其会因击穿而产生闪络放电现象，此时促使原来电缆高阻故障变为短路及反射。而闪络技术地应用则是通过分析这一过程中所形成反射波波形数据，之后将电缆故障点测试出来。结合实践来看，高压闪络技术根据电压施加区域不同，主要有直闪与冲闪这两类，简单来说前者即为电缆故障处直接施加电压，后者则为球间隙施加。

2.3故障在线监测

系统设有通信功能具有有效且稳定的故障在线监测功能，能够全面准确的收集电缆的故障信息。内置光纤数据输出接口，采集单元（指示器）还会将监测的动作信号、短路故障遥信、接地故障遥信、停电、送电、温度、负荷电流等信息通过光信号传输到汇集单元（通信终端），再经由无线模块（4G模块）将信息发送到工作主站与其实现信息共享，当故障发生时主站能够实时对发生故障的电缆网络进行拓扑结构分析和数据计算，通过线路颜色的变化闪烁直观显示故障所在区段，同时弹出对话框提示报警，告知工作人员故障点具体位置所在。

3预防措施

（１）工艺质量管控。从制作源头入手，定期组织开展电缆制作技能培训；使用相关Ａｐｐ对电缆接头制作进行全方位管控，严控人员资质和关键工艺；建立责任制及考核机制，全面提高电缆接头的工艺质量水平。（２）投入运行前全检。加强供应商的资质审查，推行电缆生产入厂监造；严格物资到货全检，发现不合格的，全批次退货处理；加强处罚力度，全面控制电缆质量，为电缆投运前把好入门关。（３）定期查看运行数据。电缆故障前肯定有一段时间“带病运行”，因此应定期查看、对比运行数据，掌握电缆运行状况，提前发现缺陷，及时做好检修计划及问题处理。（４）定期电缆状态检修。全面开展安全、准确的电缆带电、停电检测技术研究及试验，定期对电缆运行状况进行检查，及时发现和处理电缆内部隐患。

结束语

近年来，配电网中的架空线逐渐被地下电缆取代，如何准确，及时地定位电缆故障已成为重要的问题。本文首先分析了配电网电缆故障的原因，介绍了配电网电缆的常见故障定位技术，并分析了一种可以有效解决配电网电缆故障定位问题的分析方法。

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