电力电缆故障点查找方法及其现场应用

邱成章

摘 要：随着经济的发展和城市化建设进程的不断加快，社会电力需求日渐提高，电力网络覆盖面随之增大，电力电缆应用越来越广泛。电缆在使用过程中，受到运行时间和外界因素的影响，容易出现故障，影响电力系统的正常运行。而电力电缆敷设的隐蔽性增加了故障点查找的难度。为了提高电力系统运行的稳定性，必须要及时准确地进行电力电缆故障点的查找和故障原因的判断。本文就电力电缆的故障点查找方法和现场应用情况进行了分析，希望可以为电网检修工作提供有益的借鉴。

关键词：电力电缆 故障点查找 现场应用

中图分类号：U445.72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0030-02

电力电缆故障的原因包括端部绝缘破坏、外力破坏、绝缘受潮、过热过电压等因素。外力因素导致的电力电缆故障查找难度较低，可以直接根据造成影响的外界因素、区域进行排查，但是电缆自身原因导致的故障必须应用仪器进行检测，如果排查方法不当导致排查时间的延长或是故障点误判，影响故障处理的进度。因而探究电力电缆故障点的查找方法具有积极的现实意义。

1 故障点粗测方法

在电力电缆故障点查找中预定位和精确定位是最为重要的两个步骤，预定位过程中需要应用到阻抗法、低压脉冲反射法以及脉冲电流法等粗测距离方法。

1.1 阻抗法

对测量端到故障点的阻抗进行测量计算后，以线路参数为基础列出相应的故障点求解方程，在此基础上计算故障距离的方法就是阻抗法。阻抗法的原理较为简单且实现难度不高，可以直接根据现有的电缆线路集中参数进行模型的建立，因而在电力电缆故障点预定位中也会经常应用该方法。电桥法是实现阻抗法故障测距必要方法，该方法应用难度低且测量精度较高，但是电桥法的适用性较差，在闪络性和高阻故障中，电阻过大而电桥电流较小，就无法得出理想的测距结果。

1.2 行波测距法

明确电缆中行波的传播速度后，测量行波传播时间，确定电缆故障点位置的方法就是行波测距法，行波测距法的种类较多，常见的包括脉冲电压法、低压脉冲反射法、脉冲电流法和多次脉冲法。脉冲电压法多用于闪络及高阻故障中，主要是利用电缆故障点在高压信号下的闪络放电现象来进行测距，因而也被称为闪测法，该方法耗时短、精度高且操作简单但是安全性相对比较差。低压脉冲反射法多用于低阻故障测距中，该方法不需要参考电缆基础资料，且可以通过对反射脉冲极性的分析明确故障类型，但是其适用性范围比较小。脉冲电流法即通过对故障点高压下电流行波信号往返测量点与故障点的时间的计算来判断故障距离，该方法由于采用了线性电流耦合器因而不需要与高压回路进行直接的电气连接，安全性和适用性都更好。多次脉冲法通过对多两次或以上的低压脉冲波形的叠加，得出交叉点即故障点的位置，该方法信号波形较为清晰，测量精度也更高，但是需要使用到较多的仪器设备，容易受到外界环境因素的影响，增加耗时，首次脉冲之后施加后续脉冲的难度较高。

2 故障点精确定位方法

电力电缆的精确定位需要在粗测距离的基础上进行，技术人员要根据粗测距离给出的故障点范围，利用检测仪器和自身感应进行仔细的查找和判断。常见的故障点精确定位法包括声测法、声磁同步法以及音频法等。

2.1 冲击放电声测法

当电力电缆发生故障时，可以对其施加一个高幅度的冲击电压，在冲击电压的影响下故障点会产生放电现象并产生清晰的放电声，定点仪的声电转换器可以将传至地面的微弱声波进行转换和放大，通过对放电声的定位便可以找到故障点。声测法多应用于粗测大概确定故障点的距离后进行定位。对故障电缆施加冲击高压出现放电声后需要用沿电缆路径利用定点仪进行测听，声音最大的位置便是故障点。

2.2 声磁同步法

这是在声测法改进得来的故障点定位方法，也就是通过接收电磁波和声波的同步性判断电缆上出现故障的位置。在故障点查找过程中，如果同时接收地振波和放电电磁波表明相关位置有放电声波的存在，当电磁信号和地振波信号同步时则可以确保地振波的可行性，进而可以判断出电缆故障点的位置。凭借较高的故障点判断准确性和较低的操作难度，声磁同步发在电力电缆故障点查找中的应用也日渐增多，目前很多厂家的定点仪都是以声测同步发为基础的。

2.3 音频法

音频法可以在声测法无法发挥作用电缆短路故障下进行定位。电力电缆不同芯线中电流流动的磁通相位差和故障点的磁通变化规律是音频法应用的基础。音频法定点仪鱼药具备探测线圈、音频发生器、接收器、变压器以及指示仪表。当电缆出现短路故障时，发生器输出音频电流，当经过故障点是电流会发生变化，于此相对应的电磁波音频也会突变，这时所能检测到的信号最大的位置就是发生故障的位置。在相间低阻短路以及断线故障中应用音频法具有较高的适用性，但是受到信号频率、电缆长度等的影响高阻和单相接地故障中该方法实现難度较高。

3 故障点查找方法的现场应用

在实际的电力电缆故障处理中，检修人员必须要遵循相应的检修流程，明确故障点查找的注意事项，避免不当操作造成的故障点判断差错或者故障处理不及时等问题。

3.1 电力电缆故障点查找步骤

一般来说电力电缆故障点的查找可以分为五大步骤，具体包括：（1）确定电缆基本情况，技术人员需要对发生故障电缆的长度、出厂相关资料、接头位置等基本情况进行调查和明确，为后续的故障点查找工作奠定基础；（2）诊断电缆故障性质，利用仪器对电缆的绝缘性、导电性等相关性能进行测量，判断故障的成因，选择合适的故障点查找方法；（3）粗测定距离，技术人员通过故障信息分析、芯线上的测试信号以及在线测量等方法初步对故障的距离进行估算，为后续故障点的精确定位提供基础；（4）故障点精确定位，在粗测的基础上利用感应法、同步法、声测法以及时差法等确定故障点的精确位置；（5）故障点定位误差分析，受到运行时间、运行环境以及其他因素的影响，首次精确定位的故障点可能会有误差的存在，为了避免假信号的影响需要将精确定位的步骤重复多次，分析故障点查找的误差，总结查找经验。

3.2 故障点查找注意事项

首先，运行部门需要建立电力电缆运行数据库，将电力电缆的敷设路径图、接头位置分布图等基础运行资料提供给故障处理技术人员，尽可能缩短故障点查找耗时。其次，需要注意，如果故障点与测试端的距离过近会导致测试盲区的出现，因而在实际的故障处理中电缆的两端可以都进行测试，提高测试波形判断的成功率。此外如果利用二次脉冲法粗测的结果无法得出典型的波形，可以用高压脉冲按照5～10min的时间进行多次的充放电并在放电声出现后采用二次脉冲法。最后，粗测之后技术人员需要利用测试仪器在粗测结果范围内进行重复的查找，对金属屏蔽层上传输的声音和故障点声音差别进行仔细的分辨，需要注意的是当测量仪器应置于离故障点更近的一端，从而提高查找效率。

4 结语

综上所述，科学有效的查找方法可以有效提高电力电缆故障点查找和故障处理的效率，保障电力系统运行的稳定性。检修人员需要明确电缆故障的原因以及各类故障的典型特征，结合故障的具体表现采取恰当的故障点查找方式，熟练运用各类故障测试仪器，以便于对电缆故障点进行准确地定位，提高故障处理效率和电网供电可靠性。

参考文献

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