電力電纜故障點定位與高電阻電纜故障定位的方法

        電力電纜故障及高電阻電纜故障均屬電纜故障常見問題，也同屬電纜故障中高頻問題，下面筆者把這兩者電纜故障定位的方法分析寫出來，希望對大家在遇到電纜故障時有一定的參考作用。

電力電纜故障點定位方法：

        針對采用地埋方式的電力電纜發(fā)生故障后較架空線路更難以確定故障點位置的問題，選取有代表性的10 kV電纜發(fā)生高阻故障時故障點的定位過程實例，介紹了根據(jù)故障性質(zhì)采用二次脈沖法測距并定位故障點的方法。針對電纜運行過程中出現(xiàn)的高阻故障，首先查閱電纜相關(guān)資料，掌握電纜的詳細信息；
        使用萬用表、絕緣電阻表判斷電纜故障類型，根據(jù)故障類型確定相應(yīng)的測試方法；使用故障測試儀測試電纜的長度，查看測試結(jié)果是否與資料相符，初步確定故障點距離；最后采用二次脈沖法對故障點精確定位找出故障點，剝開電纜查明電纜故障原因，以便采取相應(yīng)的防范措施。該方法容易掌握，尤其對于短距離故障，測試波形更容易分析，能夠迅速確定故障距離，使得電纜測試效率更高，定點定位時間更短。

         電力電纜故障復(fù)雜多樣，按故障表面現(xiàn)象分為開放性故障、封閉性故障；按接地現(xiàn)象分為接地故障、相間故障、混合故障；按故障位置分為接頭故障、電纜本體故障；按電阻性質(zhì)分為斷線故障、混線故障、混合故障，其中，混線故障又分為低阻故障、高阻故障、閃絡(luò)性故障。


1. 故障檢測方法

         針對不同的電纜故障，通常的檢測方法有低壓脈沖法、脈沖電流法、二次脈沖法、電橋法、脈沖電壓法等[3]，本文僅介紹常用的3種檢測方法。

2. 低壓脈沖法

         低壓脈沖法適用于檢測低阻故障（故障電阻小于200 Ω的短路故障）、斷路故障，還可用于測量電纜的長度、電磁波在電纜中的傳播速度，區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。

3. 脈沖電流法

         脈沖電流法一般包括沖閃法、直閃法，采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號，生成故障測試波形圖，實現(xiàn)通過波形判斷故障情況和測量故障點距離的目的。直閃法用于檢測閃絡(luò)擊穿性故障，即故障點電阻極高，在用高壓試驗設(shè)備把電壓升到一定值時會產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。沖閃法也適用于測試大部分閃絡(luò)性故障，由于直閃法波形相對簡單，容易獲得較準確的結(jié)果，應(yīng)盡量使用直閃法測試。

4. 二次脈沖法

         在高壓信號發(fā)生器和二次脈沖信號耦合器的配合下，可采用二次脈沖法來測量高阻及閃絡(luò)性故障的故障距離，該方法測出的波形更簡單，容易識別。
電力電纜線路中高電阻損傷的定位方法

        為了初步確定電力電纜線路中的高電阻損傷，通常使用高壓反射法組合方法：脈沖電弧法和振動放電法。在本文中，我們將考慮這些方法中嵌入的主要思想及其工作方式。另外，我們將討論實現(xiàn)這兩種辦法的設(shè)備。

一、脈沖電弧法（ARM）用于確定高電阻損傷

        脈沖電弧法的主要思想是使用特殊的高壓脈沖發(fā)生器，例如在電力電纜的電弧電纜發(fā)生器中石油先為高電阻缺陷的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件，使短期電弧（擊穿）發(fā)生。根據(jù)泄漏電流的大小和電流源的功率，使用發(fā)電機作用在電纜線上的兩種方式之一：

1.從發(fā)電機電流源平滑充電KL自身容量（電纜），直到發(fā)生擊穿為止。如果泄漏非常小，以致高壓脈沖發(fā)生器的電源足以在擊穿之前為充電，則可以使用此方法。對于泄漏嚴重的缺陷，此方法不適用。

2.將發(fā)電機內(nèi)建的電容充電到所需的電壓（不超過測試標準），然后對電纜進行“瞬時”放電，在這種情況下，高壓脈沖在電纜線中傳播，這到達缺陷的位置會導(dǎo)致故障。此方法可用于搜索泄漏嚴重的電纜線上的缺陷。

        在這兩種情況下，使用集成在發(fā)電機中的電感器都會延遲電弧燃燒時間。來自擊穿的電流脈沖（從缺陷傳播到發(fā)生器的輸入端）觸發(fā)一個同步電路，該電路通過電纜故障定位儀（也稱為電纜故障測試儀）啟動低壓測深。電弧的物理特性具有低電阻，并且電纜故障定位儀的探測脈沖也從中以及低阻抗缺陷（短路）中反射出來。

脈沖電弧法的優(yōu)點

確定高電阻損壞的脈沖電弧法（ARM）具有幾個優(yōu)點。

這是一種非破壞性的方法，因為與燃燒不同，高壓對電纜的影響是短暫的，與燃燒不同，此方法不會整體降低電纜參數(shù)，并且在絕緣電阻仍在正常范圍內(nèi)的地方不會造成新的損壞。

ARM實際上是一種高精度方法，因為測量實際上是通過脈沖方法進行的。


二、振動放電方法（ICE /衰減）應(yīng)對高電阻損壞


振動放電方法用于查找很長的電纜線上的損壞，或者在由于某種原因而對地下電纜故障定位儀脈沖的阻尼很大而無法應(yīng)用脈沖電弧法的情況下。振動放電方法使您可以定位使用脈沖電弧法可以檢測到的大多數(shù)故障，但是通常會降低精度。在此應(yīng)注意，當通過振動放電方法進行操作時，電纜的功能未顯示。

電流振蕩放電的方法（電流波動法，ICE）

當使用波電流方法時，振蕩電路是由系統(tǒng)形成的：源側(cè)的電容器-電纜線-缺陷部位的低過渡電阻（或電弧）。當使用通過電流進行振動放電的方法時，根據(jù)的泄漏電流值和電流源的功率，此處與脈沖電弧法一樣，使用將電纜暴露于發(fā)生器的兩種方法之一：

1.從發(fā)電機電流源對CL電容進行平滑充電，直到發(fā)生擊穿為止。如果泄漏非常小，以至電流源的功率足以在擊穿之前為充電，則可以使用這種方法。對于泄漏嚴重的缺陷，此方法不適用。

2.將發(fā)電機內(nèi)建的電容充電到所需的電壓（不超過測試標準），然后對電纜進行“瞬時”放，在這種情況下，高壓脈沖在中傳播，到達缺陷部位并導(dǎo)致?lián)舸┗蜉^大的放電電流。此方法可用于在搜索泄露嚴重的缺陷。

返回到源極的放電電流脈沖將為其電容器充電，這反過來。達到缺陷的波可能會再次在其中引起放電（在這種情況下，其極性會發(fā)生變化），或者如果不發(fā)生第二次放電，則會以相同的極性反射，再次重復(fù)該過程，直到初始脈沖的所有能量消失為止。這些振動顯示在通過感應(yīng)傳感器連接到電纜的電纜故障定位儀的屏幕上。



振動放電法的優(yōu)點

這是一種非破壞性的方法，因為與燃燒不同，高壓對電纜的影響是短暫的，與燃燒不同，此方法不會整體降低電纜參數(shù)，并且在絕緣電阻仍在正常范圍內(nèi)的地方不會造成新的損壞。

該方法不需要在缺陷處點燃爆炸性電弧，因此在電弧由于某種原因而沒有點燃的情況下可以提供幫助。例如，堵塞的電纜在缺陷處可能具有較低的電阻，但不會產(chǎn)生電弧。

本文介紹的電纜故障測試方法，具有普遍的參 考價值。電纜高阻故障是目前較難檢測的故障類 型，發(fā)生故障時確定故障類型以定位故障點的主要 步驟如下：

（1） 查閱電纜相關(guān)資料，掌握電纜的詳細情 況；

（2） 判斷電纜故障類型，根據(jù)故障類型確定相 應(yīng)的測試方法；

（3） 測試電纜的長度，查看測試結(jié)果是否與資 料相符；

（4） 初步確定故障點；

（5） 采用二次脈沖法對故障點精確定位；

（6） 剝開電纜查看實際的電纜故障情況，查明 原因，以便采取相應(yīng)的防范措施。

        隨著電力電纜應(yīng)用范圍的迅速擴大，如何有效 地提高電力電纜故障檢測的準確性和快速性，提升 設(shè)備管理水平，是專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技能。 針對電纜高阻故障，采用二次脈沖法測距，測試方 法易掌握，特別對短距離故障測試波形，測距方法 簡單，自動化程度高，容易確定故障點，使得電纜檢 測效率更高，定位時間更短。該檢測方法方便、有 效，可供同類型故障處理借鑒。

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