电缆故障检测技术在郑州机场的应用与分析

薛晓东 刘贝贝

（河南省机场集团有限公司后勤管理中心，河南 郑州 451161）

电缆故障检测技术在郑州机场的应用与分析

薛晓东 刘贝贝

（河南省机场集团有限公司后勤管理中心，河南 郑州 451161）

本文介绍电缆故障测距技术与电缆故障在线监测技术在郑州机场中的应用，该技术的应用有效克服了人工沿电缆路径逐一排查故障以及计划检修做预防性试验的弊端（费时费力，周期长，效果差）。通过在郑州机场电力系统中使用以上技术，其正逐步实现从“逐一排查”向“针对性排查”、“计划检修”向“状态维修”的过渡转变。

郑州机场；电缆；电缆故障测距；故障在线监测；状态检修

电缆是郑州机场电力供应的重要设备，机场场内输电线路为纯电缆敷设。随着二期扩建，电力电缆网络越来越复杂，电缆故障风险加大，而一旦电缆发生故障，将导致供电中断，不仅会造成严重的财产损失，还会影响航班准点率。因此，如何对电缆故障做好预防与迅速排查，保证电力电缆安全正常运行是机场供电部门面临的一个重要问题。

郑州机场传统的电缆故障预防方法主要有两种：一是值班人员沿电缆路径定期进行巡视（每天一次）；二是按照《电力设备预防性试验规程》规定的周期（每两年进行一次）进行预防性试验［1］。随着供电网络的规模不断扩大，传统巡线方式和预试的弊端越来越明显：效率较低，周期长，效果差；传统的电缆故障排查方法则为逐一选线，人工定位，费时又费力。

1 电力电缆常见故障

电力电缆常见故障主要有［2］：①机械损伤，包括安装造成的损伤、外力损伤等；②绝缘受潮，主要原因是密封不良和电缆制造质量存在问题；③过电压，超过电缆的耐压极限，过高的电压会造成电缆击穿；④电缆的绝缘物流失，如以油浸纸为绝缘物的电缆，绝缘油容易流失等。

2 电力电缆故障测距技术在郑州机场中的应用

郑州机场目前共有电缆150余条，并处于建设增加中，除电缆自身质量导致的故障外，场内挖掘施工也多次损坏电缆造成接地故障，给机场的稳定运行造成不良影响。机场传统的电缆定位方法为人工定位，工作量大，排查时间长，再加上故障处理不及时，往往会导致故障扩大。为此，郑州机场引入了电力电缆故障测距技术。

2.1 电缆故障测距技术原理

电缆故障测距一般包括三个步骤［3］：第一步是确定故障的类型和故障的严重程度；第二步为电缆故障测距，探测故障的大致范围，这个步骤最重要；第三步为精确定点，采用精确定位仪器，循着电缆线路，在第二步测量的距离的一定范围内来回移动，检测出精确的故障点。

2.2 新引入的电缆故障测距装置介绍

为了实现电缆故障测距，郑州机场采购了一整套设备，主要包括以下几种。

2.2.1 电缆测试高压发生器。电缆测试高压发生器为电缆测试提供高压冲击电源，主要用于1～35kV电力电缆低阻短路、高阻接地、高阻短路、高阻闪络等各种高低阻电缆故障的测试，可以产生32kV的直流高压，使电缆故障点击穿放电。可提供两种工作方式：单次放电和周期放电。

技术要求为输出直流电压：0～32kV；连续可调、电容容量：≥2μF；最大放电能量≥1 000J；放电周期：4s；输出电压极性：负极性；供电电源：电压220V±10%。

2.2.2 电力电缆故障测距仪。电力电缆故障测距仪可以测试电力电缆断线、低阻、高阻、闪络等故障；能与计算机方便连接，做到档案资料管理和远程服务功能。使用时钟标志，便于翻看波形档案。采用可充电锂离子电池，连续工作时间大于4小时。

使用环境温度为-25～+50℃。最大测试距离：大于等于32km，并且测试距离小于1km时，测试误差小于等于1m；测试距离大于1km时，测试误差小于等于4m、测试盲区小于10m。

2.2.3 电力电缆故障定点仪。电力电缆故障定点仪的故障定点的方法多，抗干扰能力强；波形直观，测量人员易识别，并且故障点的测量位置较准确；可记录声磁信号，为操作者提供充足的时间对信号进行分析、比较、判断。

故障定点精度小于等于0.2m；路径探测精度小于等于0.2m；充电器输入电压：AC 220V±10%；使用环境温度：-25～+50℃。

2.2.4 电缆路径测试仪。电缆路径测试信号发生器用于探测电缆路径、定点低阻故障和鉴别电缆。

信号发射方式：连续；输出频率：512Hz；电源电压：AC220V±10%；使用温度：-25～+50℃。

3 电力电缆在线故障监测技术在郑州机场当中的应用

3.1 传统故障排查方法

传统的电力电缆故障排查方法为故障选线。郑州机场一期供电系统中性点采用小电流接地系统，供电系统中单相接地故障率最高。传统故障选线操作原理为：对线路进行逐条拉闸，若某条线路在手动拉闸断开后故障消失，则认为该条线路为故障所在线路；反之，断开后接地故障仍存在，则可基本排除该线路故障的可能，可以将其合上继续供电。但该种排查方法效率较低，且线路开关比较频繁，也不利于实现用户用电可靠性的要求。尽可能地缩短故障线路选取时间，对机场供电系统的安全运行是十分重要的。

3.2 新引入的电力电缆在线故障测距及报警装置介绍

郑州机场中心变电站引入了电力电缆在线故障测距及报警装置系统，该系统由1台计算机及其配套故障预警系统、交换机、三路分布式采集终端（含高频传感器）等设备组成。可对中心变电站进出线电缆进行实时信息采集并进行故障预警及分析。

电力电缆在线故障测距及报警装置系统可以实现故障预警、故障测距、故障选线等功能。一是故障预警。当被监测范围内的电力电缆（郑州机场为纯电缆线路）发生可恢复性故障时，装置能够可靠预警，反之，装置不会发出预警。二是故障测距。利用行波故障测距技术，实现故障距离测算。三是故障选线。系统实时在线监测每条被测电缆的运行情况，通过综合相关分析，获得选线序列。四是状态检修。系统对每条电缆进行实时监测，并对故障进行预警、判定。将维修方式由事后维修、定期维修转变为视情维修、预防性维修，大大降低了维修保障费用、缩短维修时间、提高电缆的完好率。

4 结语

本文对电缆故障检测方式——故障测距及在线故障监测技术进行分析，并具体介绍了其在郑州机场的应用情况。通过引入电缆故障测距及在线监测装置，实现测量和分析的自动化，可及时发现和检测出电力电缆故障，有利于对故障进行及时处理。

实践证明，电缆故障测距仪及在线故障检测装置的引进，大大降低了郑州机场供电网络运行的风险，保证了郑州机场供电网络可以在最好的状态下安全、稳定运行。

［1］中国南方电网公司.Q/CSG 10007-2004，电力设备预防性试验规程［S］.北京：中国标准出版社，2004.

［2］王妮，周春梅.电线电缆常见故障及处理方法［J］.城市建设理论研究，2016（14）：42-43.

［3］姚剑宇.浅谈电力电缆故障测距方法［J］.广东科技，2008（16）：193-194.

The Application and Analysis of Cable Fault Detection Technology in Zhengzhou Airport

Xue XiaodongLiu Beibei
（Henan Province Airport Group Co.,Ltd.Logistics Management Center，Zhengzhou Henan 451161）

This paper introduced the application of cable fault location technology and cable fault on-line monitoring technology in the Zhengzhou airport in the application of these technologies to overcome the artificial path along the cable fault and one by one investigation plans to overhaul the drawbacks of preventive test(time-consuming,long pe⁃riod,poor effect),at the Zhengzhou airport in the electric power system through the use of the above technology is gradually from"one by one"to"the investigation","planned maintenance"to"condition-based maintenance"is gradually realized.

Zhengzhou Airport；cable；cable fault location technology；cable fault on-line monitoring technology；con⁃dition-based maintenance

TV68

A

1003-5168（2017）08-0076-02

2017-07-01

薛晓东（1974-），男，本科，中级工程师，研究方向：电力系统；刘贝贝（1990-），女，本科，助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。