高压电缆故障测距及定位方法分析

杨程普 郭朝阳

摘 要 本文主要针对高压电缆故障测距及定位方法展开深入研究，结合电力电缆的故障类型，阐述了高压电缆故障测距方法，如电桥法、低压脉冲法、冲击闪络法、二次脉冲法，然后又提出了几点定位方法，如行波分析确定故障定位、利用连接点分析定位故障点、算法结合辅助故障定位、利用新技术建立随时专家系统，通过以上几点方法，能够更好地测试高压电缆故障。

关键词 高压电缆;故障测距;定位方法

引言

对于电力电缆来说，其优点是安全、可靠和美化城市等等，而且在当今社会得到了广泛的应用。但是通常情况下，电力电缆埋在地下，如果发生故障，要采取合适的故障测距方法，将故障点快速找到，避免停电带来一定的损失。一般查找电力电缆故障有三个步骤，分别为诊断、测距、定点。

1电力电缆的故障类型

对于电力电缆来说，造成其故障的原因有很多，如机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、电缆绝缘物流失等。结合出现的部位，通常情况下，可将故障大致分为断线故障、主绝缘故障和护层故障三种类型。其中，断线故障通常情况下，由于电流过大或者外界机械破坏所导致的，主绝缘故障包括三种故障，分别为低阻故障、高阻故障、闪络性故障。高压单芯电缆护层故障产生的原因是，金属护层和大地之间。

2电力电缆故障测距方法

在对电缆故障性质判明之后，在测试与定位，将故障点到电缆头的距离估算出来，在这个过程中，通常情况下，我们叫作故障测距。通过测试与定位，防止故障点查找的盲目性，使其工作效果获得提高。

（1）电桥法。将故障相和无故障相在对端短接下，所组成的电桥两个臂，在对端外接2个电阻器测量，组成的电桥另外两个臂，对电流电压施加，调节电桥达到平衡。根据电阻比值和电缆全厂，将故障的距离求出来。这种方法可测距低阻故障。但从高阻和使用电容电桥的角度上来看，可对断线故障进行测量。但是，通过电桥法测量，对电缆全长、电缆芯线材料、对端短接线电阻也提出较高的要求。

（2）低压脉冲法。当电缆出现故障后，注入1个低压脉冲，此行波信号如果遇到故障点和终端头，会产生反射。对收到的反射脉冲和发射脉冲时间差充分利用，能够将故障点的距离计算出来。这种方法设计的仪器叫作时域反射仪。通过低压脉冲方法，给接线带来一定的方便，而且对段不用进行短接，对断线、短路等故障能够准确测出。因为对于两个故障点来说，其行波反射系数小，很难识别反射脉冲。

（3）冲击闪络法。通过冲击闪络法，将高阻和闪络性故障更好地测试出来。在高压脉冲电容器储能设备下，冲击放电给电缆，电缆故障点在击穿后，可维持短暂时间。在击穿初期，对于故障点来说，会产生1个行波信号，而且能回多次折反射，沿着电缆线路在端点。充分利用分压器，在示波器上能将行波信号在测量端和故障点间往返时间观察到，将故障点的距离计算出来。但是对于脉冲电压法来说，其波形于脉冲电流法是不同的。脉冲电压法将电压行波信号检测出来，更好地理解波形是其优点;而脉冲电流法将电流行波的变化量信号检测出来，操作起来安全、接线简单而方便是其优点。除此之外，从闪络性故障的角度上来看，可在电缆上，直接施加直流高压，这种情况，故障电阻高，当试验电压的值升到一定程度后，故障点产生闪络击穿。这种检测的方法我们叫作直流闪络法。

（4）二次脉冲法。二次脉冲法可测试高阻和闪络性故障。首先运用高压脉冲击穿故障点，在故障点起弧后熄弧的前期，通过测试仪器注入一低压脉冲给电缆耦合。这时的情况与低压故障有着相似之处，在故障点中，耦合进的脉冲信号发生反射，对反射的波形进行记录。在电弧熄灭过程中，测试仪器在注入一低压脉冲给电缆，这时对于故障点中的脉冲来说，不能够发生折射的现象，再对此时的波形记录。当两次得到波形叠加之后，在进行相应的比较，其波形将分叉地方明显体现出来，这就是故障点。以上过程通过设计仪器，可自动完成，其结果在液晶屏幕上就能显示出。

3电缆故障定位方法

①行波分析确定故障定位。从高压电缆故障部位来说，行波经过此部位过程中，会发生其他部位变化，在分析故障点的过程中，充分利用仪器，将细微变化测定出来，由此一来，通过行波分析，将故障定位转换分析到[1]。在操作的过程中，定位时要进行测距，可能范围尽可能缩小。②利用连接点分析定位故障点。对于电缆的连接点来说，其部位是故障频发部位，在故障时根据连接點，发生特殊现象，在定位工作过程中，可对此方法充分利用，来细致分析连接点工作情况。③算法结合辅助故障定位。电缆故障定位此项工作具有一定的系统性，而且工程量较大。在开展此工作的过程中，要充分利用计算机技术，并将算法技术结合在一起，可巧妙运用算法，更好分析测定结果，对距离快速测定、对故障点准确定位。④电阻法精准测距护层故障。结合直流电桥法和压降法存在不足之处，我们也开展深入研究，并总结新的方法，其目的是对引导线和接触电阻影响的护层故障进行克服。在测量接线的过程中，充分利用导线，在电缆远端分别将以下两者结合在一起，这两者为此故障电缆外皮和平行铺设的另一个完好电缆外皮，并在电缆护层与大地之间用直流电源注入电流，进而将其故障和完好护层之间的电流电压测得出来。此方法测量的原理主要为以故障点入手，到电缆远端，再到完好电缆，将端头部分电路无电流流过进行测量，此状态处于电位状态，基于此，可以将测量点和故障点之间电阻得到。假如电缆护层每公里长度的电阻值为RO ，求出故障距离为X =R1/RO。这种方法实质上借助完好电缆护层，对电缆端头到故障点电阻进行测量，其优势是测量结果对导引线和接触电阻不受影响。

4结束语

总而言之，在城市范围的不断扩大下，工业生产变得复杂化，城市电力需求也越来越高，而在每个城市中，高压输电成为最基础建设。这对于电力的设备来说，其质量较高、维护及时、更好地解决突发问题。基于此，本文深入分析故障测距和定位方法，为我国电力维护建立了系统工作方式，并对处理方式不断优化，促使我国电力供应系统的保障能力获得提高，推动我国经济水平不断发展。

参考文献

[1] 杨勇.论高压电力电缆线路故障测距原理与保护措施[J].科技经济导刊，2018，26（28）：61-62.