中高压电缆故障快速精确定位方法

赵军

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。电力电缆直接连接着各类电气设备，在电网运行过程中起着关键作用，一旦出现故障，不仅会影响电网正常运行，还会产生大量的故障维修费用。在这样的情况下，需要对电力电缆故障及原因进行迅速准确的判断分析，才能有效减少电力电缆的维修费用及修复时间。

关键词：电力电缆;故障探测;运行维护

引言

随着我国经济的快速发展以及城市、乡村的基础电力建设的大力开展，各种类型的电力电缆被广泛的应用于电力电网的基础建设。但是在电力电缆的使用过程中，由于安装、破坏以及环境等因素的影响，经常会发生各种电缆故障事故。而一旦发生了电缆故障，如果不能及时有效的排除故障恢复通电，不但对我们的生活造成影响，严重的甚至会带来重大经济损失，因此，电力电缆故障点的快速准确定位是电力电缆应用技术领域的迫切需要。本文通过统计和分析国内外电力电缆的故障定位的专利文献，从电力电缆故障定位技术领域的专利申请总量、专利申请区域、重要申请人、重要专利技术分支、技术发展路线等方面，对电缆故障定位的专利技术发展状况进行深入分析，对该领域技术的发展具有指导意义。

1故障原因

1）外力破坏一般为直接破坏或间接破坏，是由于基础设施或建筑施工（如挖掘机、铲土机和风镐）过程中直接损坏电缆，造成接地短路或相间短路，从而破坏电缆绝缘造成击穿故障，或当时伤及电缆绝缘而未造成故障发生，却留下事故隐患，在电缆运行不久后绝缘达到阈值发生击穿故障。2）制造质量一般指电缆附件及本体的制造质量，电缆附件指中间接头和终端接头，为多层固体复合介质绝缘结构，其制造过程需要较高的环境条件，一旦密封性有缺陷，附件有细微受潮或开裂松脱等，界面表明电阻将急剧下降，从而激发沿面放电，导致附件内部相间短路或接地短路。本体的制造质量若不合格，其中的微孔和杂质在运行过程中易发生局部放电，随着运行电压升高，电场增强，局部放电将引发主绝缘树枝状放电，昀终在短时间内造成接地短路或相间短路引发故障。3）施工质量一般指电缆敷设安装时不规范，质量不符合要求，主要体现在野蛮施工损伤电缆，牵引力过大磨损电缆外绝缘，电缆弯曲半径过小留下隐患等。

2电力电缆的故障探测方法

2.1脉冲电压检测法

脉冲电压检测法广泛应用于电力行业的电缆故障探测，通过测距脉冲信号完成具体的电力电缆故障确定，原理在于将脉冲信号发射出去时，信号会在 T接头、短路点、中间接头以及终端开路等处会出现不同的反射。通过研究可知，往往是受抗阻失配点的性质来决定反射波形，而阻抗失配点以起始端距离则通过反射波形位置来表示。在实际测算距离时，应当要明确脉冲速度，所以要掌握一根完好的电缆测量其从头到尾的时间，以便于能够快速、精准的将故障点位置找出。

2.2排除绝缘老化

绝缘老化引发的电缆故障虽占比不大，但仍是不可小视的部分，由于其故障时间和位置难以预测，因此在曰常运行维护中，运行人员需要更加有针对性地开展运行监测工作，及时做好电缆更新。一是要关注电缆负荷水平，预测负荷变化，在夏季冬季用电高峰期时提前对重过载电缆线路进行增容更换。二是加强对电缆温度、附件状态、局部放电的监控，定期开展试验工作，特别是针对运行时间较长，接近平均使用寿命的电缆。

2.3故障诊断

一般而言电力电缆故障的出现可以分为三类，即低阻故障、高阻故障和开路电阻故障，不同故障在实际诊断方法方面也存在着一定程度不同之处，要明确故障诊断所在关键节点，进而采取针对性措施进行检修维护。在实际操作时，低阻故障主要利用低压脉冲方式来进行检测并进行诊断，当通過此类方法检测时发现异常，则可以确定为是相关故障问题，属于低阻故障。而高阻故障自身破坏性相对较强一些，直接影响着用电安全及输配电有效性，会产生较大实际性问题，影响昀终工作效果。一般在实际诊断过程中，还需要结合具体情况来分为闪络性故障和泄漏性故障，只有前期精准有效诊断之后，才可以充分考虑到整体操作要点，合理进行维护与维修，确保昀终运行效果得到控制。对开路电阻故障而言，不能将电压传输到终端，需要对相关问题及相关问题产生原因进行一定处理，才可以保障昀终综合效果情况。

2.4定期维护电力电缆线路，避免出现线路外露情况

在进行维护巡检时，为了防止电力电缆外露对电网运行造成影响，需要制定计划进行定期的线路维护。如果在巡检的过程中发现由于保护不当出现的线路外露现象，需要及时进行探测巡查，巡查过程中，需要重点关注以下几点：第一，电力电缆的外部保护及中间头是否完好，避免出现腐蚀及缺失;第二，接线端子选用是否满足相关要求，如果线路出现问题，应该及时进行修复，对损坏配件进行更换。

2.5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。

2.6保护区管理

人们对供电量需求伴随科技发展不断提高，尤其在这一过程中，人们的生产生活都依赖着电力能源，电力系统的相关电缆及网络密度也有所提高，这样的情况下进一步导致有关保护区运维工作难度有所提高，需要加强电缆方面的日常运维工作。一般而言电力电缆自身具备着一定复杂性，伴随需求量不断增多的情况下，相关线缆数量有所提高，整体也更为密集。目前大多数线路都是以直埋为主，在道路两侧埋置。为了保障其自身后续正常使用，需要安排维修人员定期对整体线路埋置位置进行一定维护和管理，确保周围不会放置一些违禁物品或易燃易爆、腐蚀性物品。这些物品的放置除了会带来较大安全隐患之外，整体操作过程中也会对用电安全带来很大影响。由此可见，相关工作中定期对电缆埋置区域进行检查和维护，确保周围区域综合安全性和可靠性，规避常见风险及问题出现。在进行运维管理时，对区域进行有效管理，才可以避免对后期检修工作带来较大工作量，保障基础性的用电安全等方面综合情况。

结语

电力电缆这一电能传输重要载体是电力系统安全运行的关键，电力电缆故障是电力系统运行中昀常见的故障，电力电缆故障会对电力系统运行的安全性与可靠性造成严重的负面影响。电力电缆的运行维护与故障探测是电力企业的重要工作内容，为了保证这项工作的顺利展开，需要对电力电缆的运行维护与故障探测展开深入具体的分析。电力电缆是我国电网系统中关键组成部分，电力电缆正常稳定运行直接影响着电网系统有效运行。因此，电力电缆检查和电缆故障测寻更是保证电网正常运行工作重中之重，必须不断提升电力电缆测寻技术才能加快电缆故障点查找和解决，以确保人们日常生产、生活电力所需和国家安全稳定。

参考文献

[1]朱博.长距离电力电缆绝缘在线监测及故障定位技术研究[D].哈尔滨理工大学，2015.

[2]梁永春.高压电力电缆温度场和载流量评估研究动态[J].高电压技术，2016（4）：1142-1150.

[3]周远翔，赵健康，刘睿，等.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014（9）：2593-2612.