6kV電纜故障點(diǎn)定位及現(xiàn)場實(shí)例分析

孫權(quán) 王芳 馬龍巖

摘 要：隨著電力電纜的長時(shí)間運(yùn)行，電纜絕緣層老化、損傷等因素，使故障發(fā)生的概率逐漸增加，如何利用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良的電纜故障檢測設(shè)備快速、準(zhǔn)確地定位是電力保障部門經(jīng)常遇到的難題。

關(guān)鍵詞：6kV;電力電纜;故障定位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.139

1 電力電纜故障分類及產(chǎn)生原因

電纜常見的故障分為低阻故障、高阻故障、開路故障、閃絡(luò)故障、擊穿故障、運(yùn)行故障，而造成電纜故障的主要原因有電纜絕緣劣化、電纜絕緣受潮 、電纜機(jī)械損傷等。

2 電力電纜故障點(diǎn)的定位方法

電纜故障點(diǎn)的定位方法主要有行波法、低壓脈沖法和多次脈沖法。

行波法通過測量出電磁波在故障點(diǎn)和測量點(diǎn)之間傳播的時(shí)間，已知電磁波在電纜中傳播的速度，從而計(jì)算出故障點(diǎn)與測量點(diǎn)之間的距離，從而確定故障點(diǎn)的位置。

低壓脈沖法是向故障電纜發(fā)射一個(gè)低壓脈沖信號，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)電纜接頭或電纜終端時(shí)，由于該點(diǎn)的阻抗發(fā)生改變，因而會產(chǎn)生一個(gè)反方向的反射脈沖，根據(jù)發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間差，通過計(jì)算找到故障點(diǎn)。

多次脈沖法通過向電纜施加高壓使得故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生電弧，并采用一定的技術(shù)手段使電弧延續(xù)時(shí)間大幅度延長并穩(wěn)定，在電弧延續(xù)時(shí)間內(nèi)和電弧熄滅后，分別向電纜發(fā)送低壓脈沖，分別可以得到類似于低壓脈沖法的低阻故障波形和電纜末端開路的反射波形，將兩個(gè)波形同時(shí)顯示，在故障點(diǎn)處會出現(xiàn)明顯差異，從而找到故障點(diǎn)。

3 GL煤礦變電站電力電纜故障點(diǎn)定位案例

3.1 GL煤礦供電系統(tǒng)電纜故障背景介紹

GL煤礦變電站兩路6kV進(jìn)線，進(jìn)線電纜線路平行直埋敷設(shè)，線路亙長1600米，電纜敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜，多潮濕土壤，地下金屬物過多，故障線路有多個(gè)中間接頭。

2019年3月3日該變電站II路進(jìn)線發(fā)生跳閘，在重合閘后再次跳閘。值班人員使用搖表對故障電纜線路進(jìn)行測量，其結(jié)果為三相接地故障。

在對該故障電纜的情況實(shí)地考察后，初步確定直接定點(diǎn)監(jiān)聽的方案，具體如下：

用低壓脈沖反射法測量故障電纜的長度，并與正常電纜線路長度相比較。此時(shí)測量數(shù)值皆在10MΩ以下且不斷變化，任意一相對地電阻均在20KΩ以下，且未發(fā)現(xiàn)明顯的全長、斷路波形，故確定此次故障為泄露型高阻。

再對故障電纜長時(shí)間的沖擊試驗(yàn)，未能將泄露型高阻轉(zhuǎn)換為絕緣高阻，故直接定點(diǎn)監(jiān)聽方案失敗。

在重新分析規(guī)劃后，我們對I路正常電纜線路進(jìn)行全場測量，正常電纜全長波形測量如下：

因現(xiàn)場電纜接頭較多，故以傳輸時(shí)間為準(zhǔn)，故障總長傳輸時(shí)間22.750微秒。

將故障電纜從中間接頭處斷開，用萬用表測量其中一段電纜阻值正常即為非故障段電纜，另一段電纜還是表現(xiàn)為泄露型高阻狀態(tài)即為故障段電纜，對非故障段電纜進(jìn)行全場測量。

非故障段電纜全長波形測量如下：

非故障段電纜傳輸時(shí)間總長12.212微秒。由此得知故障段電纜全長傳輸時(shí)間為10.538微秒。

因?qū)收隙坞娎|長度及路徑不明確，故為確定故障所在位置，再次長時(shí)間注入高壓信號使電纜故障由泄露型高阻轉(zhuǎn)化為絕緣性高阻，使用多次脈沖定位將泄露型高阻轉(zhuǎn)化為絕緣性高阻，測得波形如下：

由波形分析來看故障段電纜有明顯的故障位置波形，經(jīng)確認(rèn)，故障段電纜長度約為800米，傳輸時(shí)間為10.538微秒，故障傳輸時(shí)間為7.099微秒。

由此算出故障距離為距測量位置540米左右，使用精確定點(diǎn)儀探聽故障聲音，并根據(jù)精確定點(diǎn)儀顯示的方向和距離最終在所測處找到故障位置。

4 結(jié)束語

在實(shí)際中，由于電纜故障點(diǎn)環(huán)境復(fù)雜，如噪聲過大、電纜埋地過深、地下金屬物過多等，造成故障點(diǎn)查找和定位困難，這時(shí)就要求既要有好的測試設(shè)備又要求測試人員的經(jīng)驗(yàn)積累才能快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障并定位。我們要在工作中對大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研究、總結(jié)，不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，才能逐步掌握電纜故障點(diǎn)查找和定位測試的規(guī)律。