高压电力电缆接地故障查找技术分析

龙源期刊网高压电力电缆接地故障查找技术分析作者：颜能有来源：《科学与信息化》2017年第09期摘要10kV高压电力电缆敷设于地下，能够在错综复杂的城市管线网中，充分利用有限空间，优化分配配电线路，有效解决城市土地资源紧缺的问题。但是由于10kV高压电力电缆敷设的特殊性，一旦高压电力电缆接地发生故障，不仅增加了工作人员查找难度，长时间发展下去，还给高压电力电缆运行的稳定性带来不利影响。因此在高压电力电缆运行的过程中，采用何种有效查找技术，快速、准确查找电缆接地故障点，对确保高压电力电缆稳定运行具有重要意义。本文分析了高压电力电缆接地故障查找技术，以供参考借鉴。关键词10kV高压电力电缆；接地故障；查找技术；测试方法为了满足城市规划、城市美化的要求，在城市和城乡结构的范围内，电力电缆的敷设必须在地下进行。然而电力电缆在敷设过程中，由于大部分电缆都是通过直埋与穿管方式敷设在地下，不利于工作人员日常巡视和检修，一旦发生故障，势必增加工作人员排查的难度[1]。因此在实际高压电力电缆运行过程中，加强高压电力电缆接地故障查找技术，灵活运用有效查找技术准确判断故障点，对提高高压电力电缆运行效率与稳定性具有重要意义。1电缆故障的类型与测试步骤1.1故障类型按照故障性质不同，高压电力电缆接地故障可分成为以下类型：①短路故障。短路故障是指高压电力电缆在运行时，单相导体或者是多相导体之间对地的绝缘发生贯穿性故障。按照短路电阻的大小，短路故障可划分为3种类型：高阻故障、低阻故障与金属性短路故障。②闪络故障。高压电力电缆长时间处在超负荷状态下运行，导致电力电缆在高电压负荷下被瞬间击穿后，又恢复原始状态持续运行。③断线故障。在电力电缆运行过程中，一旦电缆单相导体或者是多相导体发生断线故障，造成电力电缆供电不稳定，有可能影响其他设备正常运行。④复合型故障。复合型故障是指高压电力电缆发生故障时，往往不止一种故障，而是多种故障同时出现。1.2测试步骤一旦高压电力电缆发生故障，工作人员必须准确判断电力电缆故障性质，然后按照电力电缆故障性质，选择相应的方法来检测。测试步骤主要包括：①判断故障性质。对于电力电缆故障性质判断，必须做好以下几方面工作：a.对于短路故障的判断，工作人员需要从供电系统中拉出高压电力电缆，然后测量电缆的每相对地绝缘电阻，以判断电缆故障的发生是否为短路故障。b.判断高压电力电缆是否出现断线故障。工作人员可通过导体的连续性试验，测试导体的龙源期刊网直流电阻值，从而准确判断是否是断线故障。c.闪络故障。可通过对电缆两端施加高电压方式来测试，如果电缆出现不连续的击穿现象，即可判断为闪络故障。②故障检测方法的选择。判断出高压电力电缆故障性质后，即可按照故障性质，选择相应的故障检测方法来测量故障点：a.接地故障，采用低压脉冲法、电桥法、闪充法等检测方法进行测量。b.断线故障，采用低压脉冲法较为适宜。c.闪络故障的检测，采用直闪法、冲闪法和二次脉冲法较为适宜[2]。2高压电力电缆接地故障查找技术分析2.1低压脉冲法低压脉冲法，称为低压脉冲反射法。是一种以雷达技术为依据，在故障点与示波器、电脑之间发射脉冲，按照脉冲发射时间差与已知速度来判断电缆故障点的检测方法的检测技术。在高压电力电缆接地故障查找的过程中应用低压脉冲法，具有操作简单、前期准备少等特点，工作人员只需要按照仪器观测电缆故障点发射波形，即可找出故障位置[3]。例如高压电力电缆运行过程中发生三相短路故障时，应用传统测量方法来监测，需要辅助其他并行线路或者是装设临时线路作为回路来测量，方法使用过于复杂，检查时间长，难以满足连续不间断供电的需求。而低压脉冲发射法的应用，在电缆中以V为电波传播速度，T为脉冲在测试点到故障位置来回所需要的时间，按照公式LX=TV*1/2来计算，即可测量出电缆到测试点的距离。2.2高压测试法从高压测试法角度而言，按照电缆故障形式，可划分为2种测试方法：（1）直闪法。是指对电容两端施加电压，直到高压电力电缆故障位置被击穿，然后工作人员通过故障点击穿放电时产生的脉冲电流波形，即可找出故障位置。（2）冲闪法。冲闪法适用于高阻与闪络性故障的一种检测方法，具有操作方便、安全、可靠、便于观察等优点。工作原理为逐渐加大电容器的电流电压，电容器向电缆放电，直到高压电力电缆击穿出间隙，然后分析返回的击穿脉冲信号，即可判断故障点的距离[3]。2.3二次脉冲法二次脉冲法，称为高压弧反射法。二次脉冲法的应用，能够对故障点进行预定位，通过电容放电方式，在电缆末端显示波形运动轨迹，然后在电缆安装高压冲击器，辅助脉冲反射仪进行检测，感知电缆的脉冲波，一旦故障点出现电弧，TDR会自行显示出波形轨迹，从而准确找出故障点。2.4电桥法该检测方法主要是以双臂电桥工作原理为依据，将需要检测的电缆故障相和非故障相短接，形成完整的连接回路，并调节电桥两臂上的可调节电阻器，让电桥保持平衡状态，然后按照电缆长度和电阻的正比例关系，测出高压电力电缆的故障距离。例如某变电站中运行的10kV高压电力电缆，型号为ZQ20-3×240+1×120输电线路，总长为200m。在运行期间中控室龙源期刊网接收到电缆故障信号，导致自动装置自动跳闸。经工作人员初步判断该线路段为断线故障，这时可通过电桥法进一步检测，根据电桥平衡原理，辅以电缆故障测试仪测试该线路，检测结果显示故障点在172m处。经过挖掘确认后，实际故障与检测结果相符[4]。3高压电力电缆接地故障查找实例某10kV高压电缆电力线路型号为YJV22-8.8/15-3*300，档案资料显示电缆总长1100m，属于排管敷设，线路在2015年5月中旬故障跳闸。通过导体连续性试验：三相导体接地良好，A相、B相和C相的电压分别为35kV（2100MΩ）、35Kv（1980MΩ）、455V（小于1Ω），C相过流保护试验泄漏电流为50mA；判断为低阻故障，电缆波速度为170m/μs。针对该线路的地阻故障问题，工作人员采用低压脉冲法对故障点进行预定位，使用型号为T903电缆故障测距仪测量，结果显示电缆故障点距离在621m处。为了确保检测的精确度，工作人员采用多次检测和两端检测有机结合方式，分别从电缆两端进行检测，使用皮尺沿着通道测量621m和462m，然后断开615m与635m处的电缆进行识别，结果显示615m处电缆运行正常，635处正常，615～635m之间的检测出现异常。经挖掘后，确定检测结果与实际故障点吻合，表明检测结果准确。3结束语综上所述，查找高压电力电缆接地故障的方法不同，所查找步骤也不同。要想准确查找高压电力电缆接地故障点，提高检测效率与精确度，必须按照故障性质，选择相应的查找技术来检测，才能确保检测结果的准确性。参考文献[1]贺光晏，刘勇，欧阳瑞隆，等.一起10kV电缆高阻接地故障的查找与分析[J].广东科技，2016，25（8）：35-37.[2]孙国繁.浅谈电力电缆故障的诊断及防范[J].科技与企业，2015，（23）：165-165.[3]韦耕锐.高压电力电缆故障起因及排查方法探析[J].能源与节能，2013，（6）：30-32.[4]石大庆.电力电缆故障点的定位技术[J].电子制作，2014，（8x）：233-234.[5]吕林峰，付兵，钱球波，等.高压电力电缆故障测试技术[J].科学与财富，2013，（12）：151-152.