电力电缆故障查找方法

电力电缆故障查找电力电缆具有可靠性高、安全系数高、节省空间等优点，在电力电缆运行过程中，由于绝缘变质老化、过热击穿、过电压击穿、外力破坏、电化学腐蚀、绝缘进水受潮、附件质量等原因，会产生不同种类的故障，需要对故障进行分析来确定产生故障的具体位置。通过比较架空线路和电缆线路的故障分析，两者之间有相通之处但也存在明显的不同之处。如在故障测距方面，由于架空线路较长，其故障可以目视显见，通过保护装置的测距结果相对而言也较为粗略，其结果甚至可以与实际故障距离误差达到数百米甚至上千米，但是依然可以通过线路巡视，通过判断放电痕迹，很快查找到故障点;而电缆线路较多都不能直接查见。埋在地下或敷设在电缆沟内的电缆，一般在发生故障后无法通过巡视工作直接发现故障点，而保护装置给出的测距结果往往误差过大，如果测距结果相差数百米，就需要大量的开挖工作来确定故障位置，从而就失去了测距的价值，因此电缆线路要求有更为精确的故障测距精度，需要使用专门的仪器测试来判断故障性质和进行故障定位。随着经济的发展，电力电缆在城市输配电网中的应用将会越来越广泛，而电力电缆敷设数量的增加及运行时间和负荷的不断增长，其发生故障的频率也会越来越大。在电力电缆发生故障后，如何快速精确地查找故障位置，组织进行抢修工作，快速恢复正常供电，对保证电力系统供电的可靠性和经济性起着至关重要的作用。因此，对电缆故障查找方法进行更加深入研究，具有重要的意义和实用价值。电缆故障性质诊断电缆故障性质诊断主要目的是分辨电缆芯线是否为故障或非故障所致，初步确定故障的类型与严重程度，以便根据故障类型来确定对应的故障测距和精确定点方法。按故障点绝缘电阻的大小进行分类，电缆故障可分为开路故障、高阻故障和低阻故障三种类型。电缆故障性质诊断通常是依据故障发生时的现象，如继电器的动作情况来进行初步判断，然后再进行导电和绝缘性能测量来判断故障的类型。目前也有利用神经网络等智能技术，根据在线电缆不同故障时的信号特征来实现故障类型识别。电缆故障测距电缆故障精确定位关系到故障的处理效率，其中故障测距是电缆故障能否快速排除的重要因素。国内外学者对此进行了大量数据收集及研究工作，提出各种测距方法，适用于不同故障类型，并各有优缺点。测距方法的分类总结己有的电缆故障测距方法，根据的不同的工作原理，可以分为行波法以及阻抗法两种。1)行波法行波故障测距的研究可追溯到上个世纪的50年代，学者们根据电压、电流行波在介质上上以固定的传播速度(电力电缆中波速一般为150-220m/s)这一特征提出了行波测距方法理论(简称行波法)，利用电压、电流行波在信号输入点与电缆故障点之间往返一次为周期时间来计算即可得到故障距离。由于运用较为广泛，行波法得到不断发展完善，到上个世纪90年代新的测试技术的出现使得行波法有了更加高速的发展。目前，行波法可分为以下三种类型。第一是根据行波波速和故障点产生的行波往返一次的时间来判断故障点的距离，其中往返一次的时间是指从信号输入端到电缆故障点之间往返的时间，这种方法原理简单，它的特点是不会受到电缆的负荷阻抗以及电缆本身的过渡阻抗的干扰，所用的装置也相对较少，且从理论上也可以达到准确测量。在实际应用上有脉冲电压法及脉冲电流法。第二是利用电缆故障点位置产生的第一个行波波头，通过借助通讯通道来实现测距。它的优点是不受故障点反射波及透射波的影响，只需确定出首个行波波头到达电缆两端的时间即可。第三是根据高频脉冲到电缆故障点往返的时间并利用脉冲发射装置向停运的故障电缆线路发射高频脉冲来进行测距判断。实际应用上有低压脉冲反射法和二次脉冲法。行波法对于电缆故障的测距取得了较好的效果，而且具有操作原理简单、不受电缆故障类型及电缆线路不对称等因素影响的优点，得到了较为广泛的使用，但其还存在着一些问题。列举其中两点如下:第一是对反射波的识别问题，有时电力故障电缆中除故障点以外还有各种不同方式的附件会形成阻抗不匹配点，如终端接头附件、电缆中间等情况，行波信号通过这些阻抗不匹配点时便会出现较多的透射、反射等现象，给寻找故障点反射波的判别带来许多的干扰；第二是反射波移动至测量端的用时问题，当行波的频率越高其在电缆介质中传播的速度叶越快，其在介质中产生的损耗也越严重，较快的信号衰减情况很容易导致波形的扭曲变形，因此适当的确定反射波到达测量点的时刻，对测距的准确性至关重要。