電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)分析

周妍 邢如玉

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)人民生活水平的提升，而生活水平的提升也產(chǎn)生了更多的供電需求。如果在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了電力電纜故障，不僅會(huì)影響人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活，同時(shí)還會(huì)直接造成維修費(fèi)用大量增加。鑒于此，文章對(duì)電力電纜故障探測(cè)及運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障探測(cè);運(yùn)行維護(hù)

引言

當(dāng)前電力系統(tǒng)已經(jīng)成為人們工作和生活中不可或缺的一部分，因此保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性至關(guān)重要。電力電纜是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，因此電力電纜的正常使用受到了人們的廣泛關(guān)注。從目前電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況來(lái)看，電力電纜雖然能夠在很大程度上保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，但是仍然會(huì)出現(xiàn)一些故障，從而防止了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以說(shuō)，采取合適的方法來(lái)對(duì)這些故障進(jìn)行檢測(cè)，并且采取合理有效的策略來(lái)預(yù)防這些故障成為電力電纜發(fā)展中應(yīng)該廣泛重視的問(wèn)題。

1 電纜故障原因

1.1 電纜絕緣老化。由于電纜運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，電纜外層絕緣材料容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣性能下降，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中絕緣層就會(huì)被擊穿，引起短路故障和低阻故障。

1.2 機(jī)械損傷。電纜運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有施工項(xiàng)目未與電力公司確認(rèn)便開(kāi)展開(kāi)挖、打樁等工作，在這過(guò)程中沒(méi)控制好施工深度的話就會(huì)對(duì)電纜的保護(hù)層造成損壞甚至挖斷電纜，以及自然因素導(dǎo)致電纜受到拉力被拉扯變形，進(jìn)而引發(fā)電纜故障。

1.3 電纜本身缺陷。電纜生產(chǎn)商在生產(chǎn)過(guò)程中有不合理的地方，例如電纜制作材料選擇錯(cuò)誤、制造工藝不嚴(yán)謹(jǐn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)上有缺陷等，導(dǎo)致電纜出廠時(shí)絕緣方面就存在缺陷，影響正常工作。

1.4 電纜安裝不規(guī)范。在電纜頭安裝時(shí)安裝人員沒(méi)有按照相關(guān)要求進(jìn)行處理或者技術(shù)不夠精湛，沒(méi)有進(jìn)行防潮措施、密封處理或者接頭導(dǎo)線連接壓接不良等，這些都會(huì)導(dǎo)致電纜故障。

1.5 超負(fù)荷運(yùn)行。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量驟增，已有的線路不能滿足使用需求，很多電纜都處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致電纜內(nèi)部大量發(fā)熱，使得電纜絕緣加速老化，降低電纜壽命。

2電力電纜故障檢測(cè)的方法

2.1脈沖電流法

在當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)于電力電纜的一個(gè)主要的檢測(cè)方法就是脈沖電流法。對(duì)于脈沖電流法而言，其工作的主要原理就是將電力電纜發(fā)生故障的位置進(jìn)行擊穿，在擊穿的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的電流信號(hào)，通過(guò)對(duì)于該故障點(diǎn)電流的行波的測(cè)試以及擊穿過(guò)程中的往返時(shí)間來(lái)對(duì)故障點(diǎn)的位置進(jìn)行確定。當(dāng)然，脈沖電流法在使用的過(guò)程中存在一定的局限性，其中一個(gè)主要的故障就是其脈沖電流的波形產(chǎn)生是用互感器進(jìn)行的，這就導(dǎo)致電流波形復(fù)雜，從而使得故障點(diǎn)位置的確定復(fù)雜度上升。

2.2低壓脈沖檢測(cè)法

低壓脈沖檢測(cè)法也是電力系統(tǒng)中電力電纜系統(tǒng)故障檢測(cè)的一個(gè)重要方法。低壓脈沖檢測(cè)法的主要工作原理是將低壓脈沖注入到電纜的故障中。對(duì)于電力電纜來(lái)說(shuō)，其發(fā)生故障的位置是阻抗不匹配的位置，所以說(shuō)，當(dāng)將低壓脈沖注入到電纜時(shí)，在故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反射脈沖，因此，通過(guò)對(duì)反射脈沖和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量，加上以脈沖的傳播速度為先驗(yàn)條件，能夠較精確的計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。

2.3三次脈沖法

除了以上兩點(diǎn)外，在電力系統(tǒng)中電力電纜故障檢測(cè)的過(guò)程中，還有一種不容忽視的方法就是三次脈沖法。三次脈沖法主要是利用低壓脈沖———高壓脈沖———低壓脈沖的方式來(lái)進(jìn)行故障點(diǎn)的測(cè)量。首先，利用低壓脈沖來(lái)對(duì)故障點(diǎn)的脈沖波形進(jìn)行檢測(cè)，這樣能夠獲得低壓脈沖波形。其次，利用高壓脈沖來(lái)對(duì)電纜的故障點(diǎn)進(jìn)行擊穿，這樣能夠得到電弧的相關(guān)信息。在此基礎(chǔ)上，再次發(fā)射低壓脈沖，這樣能夠獲得對(duì)于故障點(diǎn)處的反射波形。因此，將前后得到的波形進(jìn)行疊加即可對(duì)故障點(diǎn)的位置進(jìn)行確定。通過(guò)這種方式，能夠較準(zhǔn)確的得到故障點(diǎn)的信息，因此，三次脈沖法也是非常重要的電力電纜故障檢測(cè)的方法。

3 電力電纜的運(yùn)行維護(hù)措施

3.1 加強(qiáng)日常動(dòng)態(tài)巡查

為了保障電力電纜線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在日常的維護(hù)管理過(guò)程中定期對(duì)電力電纜線路實(shí)施日常動(dòng)態(tài)巡查十分必要。相關(guān)工作人員可以制定日常的巡查計(jì)劃表并采取定期巡查方式進(jìn)行日常維護(hù)管理。這種動(dòng)態(tài)巡查的方式不僅可以進(jìn)一步

提高巡查工作的開(kāi)展效率，同時(shí)能夠合理分配規(guī)劃人員的巡查工作。與此同時(shí)，還需要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣候條件及環(huán)境情況來(lái)安排人員進(jìn)行巡查工作的開(kāi)展。

3.2 加大電力電纜保護(hù)區(qū)的維護(hù)工作力度

若施工工作是在電力電纜保護(hù)區(qū)內(nèi)開(kāi)展，那么應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)電力電纜的維

護(hù)及管理，需要確保專業(yè)的工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工的監(jiān)督與管理的過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)電力電纜線路的維護(hù)[3]。如果在施工過(guò)程中出現(xiàn)了電纜被破壞的現(xiàn)象，那么必須及時(shí)安排專業(yè)人員來(lái)盡快完成排查檢修，從而保障電網(wǎng)能夠迅速恢復(fù)，安全穩(wěn)定供電。除此之外，在施工過(guò)程中，電力電纜的維護(hù)人員還需對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的有關(guān)建筑及環(huán)境條件進(jìn)行定期巡查，注意土壤是否有下沉現(xiàn)象，避免在施工的過(guò)程中出現(xiàn)線路外露。

3.3 定期維護(hù)電力電纜線路，避免出現(xiàn)線路外露情況

在進(jìn)行維護(hù)巡檢時(shí)，為了防止電力電纜外露對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成影響，需要制定計(jì)劃進(jìn)行定期的線路維護(hù)。如果在巡檢的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于保護(hù)不當(dāng)出現(xiàn)的線路外露現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行探測(cè)巡查，巡查過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：第一，電力電纜的外部保護(hù)及中間頭是否完好，避免出現(xiàn)腐蝕及缺失;第二，接線端子選用是否滿足相關(guān)要求，如果線路出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)損壞配件進(jìn)行更換。目前，我國(guó)的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)正在不斷建設(shè)發(fā)展中，因此，電力電纜運(yùn)行的環(huán)境變得更加復(fù)雜，電力電纜的維護(hù)與管理也更加困難。

4電纜故障精確定點(diǎn)

4.1 聲磁同步法。在電纜一端施加高壓信號(hào)使得故障點(diǎn)放電，放電電弧會(huì)有放電聲音并在電纜外皮和大地形成的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。如果我們用儀器在監(jiān)聽(tīng)到放電聲音的同時(shí)，接收到脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，就表示故障點(diǎn)就在附近。由于磁場(chǎng)的傳播速度很快，從故障點(diǎn)傳播到儀器探頭的時(shí)間我們一般忽略不計(jì)，而聲音傳播速度比較慢，因此我們根據(jù)探測(cè)到的聲磁信號(hào)的時(shí)間差來(lái)判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近，時(shí)間差最小的就是故障點(diǎn)?，F(xiàn)在的探測(cè)儀可以將時(shí)間差轉(zhuǎn)換為探頭到故障點(diǎn)的直線距離，所以直線距離讀數(shù)最小，放電聲音最大的點(diǎn)就是電纜故障點(diǎn)的精確位置。當(dāng)電纜短路速查法無(wú)效后，首先可以選擇聲磁同步法，它使用方法簡(jiǎn)單，精確度較高，信號(hào)易于理解、辨別，通過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)普通電工即可熟練掌握，但是對(duì)于特別低阻型的故障很難檢測(cè)到聲音，有的時(shí)候甚至根本沒(méi)有聲音，因此適用于電纜的高阻和閃絡(luò)性故障。

4.2 跨步電壓法。跨步電壓適合用于電纜接地

故障類型的定位，一般用于低阻故障的電纜，因此適用范圍窄。原理是加入高壓電流使其對(duì)大地漏電，從而在故障點(diǎn)附近產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，越靠近故障點(diǎn)，電勢(shì)的變化率就會(huì)越大?？绮诫妷旱臋z測(cè)方法有兩種：一是利用故障點(diǎn)正上方的跨步電壓為0，在故障點(diǎn)兩側(cè)沿電纜走向跨步電壓極性相反且達(dá)最大值的特征來(lái)對(duì)故障點(diǎn)定位。二是利用放電電流在故障點(diǎn)上方環(huán)形發(fā)散的特征，在不同方向分別尋找兩個(gè)等電位點(diǎn)，2組等電位點(diǎn)連線的垂直平分線的交叉點(diǎn)就是故障點(diǎn)。

5 結(jié)論

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力電纜作為電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的重要組成部分，對(duì)于其的故障檢測(cè)也成為人們廣泛關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)前，已經(jīng)有了相對(duì)成熟的故障檢測(cè)方法，但是對(duì)于電力電纜的故障檢測(cè)研究仍然是相關(guān)研究人員一直堅(jiān)持不懈研究的問(wèn)題?；诖耍狙芯繉?duì)電力電纜故障的性質(zhì)和發(fā)生的原因進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并重點(diǎn)闡述了電力電纜故障檢測(cè)的方法與電力電纜故障的防范對(duì)策。

參考文獻(xiàn)

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