葉文水

摘 要：社會發(fā)展的需要，電力電纜使用越來越普遍。隨之帶來的問題是電力電纜故障測量問題，特別是交聯(lián)電纜的廣泛使用，給電力電纜故障測量提出許多新挑戰(zhàn)和新問題。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障探測；方法探討

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0100-02

隨著社會的發(fā)展，采用電纜供電的范圍越來越廣，特別是城區(qū)內(nèi)，供電有電纜化的趨勢。但隨之帶來的問題是電纜故障的查找較架空線路故障來得難。特別是交聯(lián)電纜的廣泛使用后，故障查找的難度越來越大。

1 低阻故障測量方法

①電纜故障探測方法最早使用的是電橋法。電橋是成品，其電壓E的大小檔位是固定的。所以，電流的大小關(guān)鍵取決于電纜故障對地的電阻值r。當故障點對地電阻r的值很小時，其準確率較高；當故障點對地電阻r的值大于電源電壓值許多倍時，橋體電源很大一部分電壓降將損失在這個電阻上，導致檢流計很不靈敏，測量誤差增大。由于電橋法使用的時間長，有人稱為古典法，其接線較簡單，容易掌握。

為了減少由于電流小，造成檢流計很不靈敏引起的誤差，可提高檢流計的靈敏度或電源電壓。但這兩種措施都是有限的。提高檢流計靈敏度的辦法一般在檢流計前加裝直流放大器，但放大器增益過高會使零飄問題嚴重。提高電源電壓會產(chǎn)生橋體對大地和橋體對操作人員的絕緣問題。當電源電壓升到一定值，故障點接地電阻r往往表現(xiàn)為很不穩(wěn)定，此時如果r突然擊穿，將會產(chǎn)生大電流，檢流計和橋體的電阻都可能因大電流而燒毀。利用電橋測量電纜故障當電纜故障電阻較大時就有其局限性。電纜故障能直接使用電橋法測量的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計只能為總故障的40%以下。有很大一部分的故障需將故障點的對地電阻降低，也就是俗話講的燒穿法。這種方法對油浸電纜往往有效。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，上海地區(qū)過去多采用油浸電纜。故障測量直接利用電橋法可測率為60%左右。但隨著交聯(lián)電纜的普遍使用，近年來上海地區(qū)使用電橋法測量故障的有效率大大不如以前。關(guān)鍵是交聯(lián)電纜很難采用燒穿法將其故障點對地電阻降低。因為交聯(lián)電纜的主絕緣是固體的利用電壓燒穿的話有可能使之灰化，反而使故障點對地電阻增加。例如：1996年12月，在一次兩個開關(guān)站間的聯(lián)絡電纜的故障測量中，起初用500型萬用表測得故障點對地直流電阻為100 kΩ。經(jīng)加壓燒穿用500型萬用表復測故障點對地直流電阻為+∞。用500 V兆歐表測得絕緣為11.3 MΩ。因此而無法采用“電橋法”來測量故障點位置這是交聯(lián)電纜比油浸電纜故障難測量的原因之一。

②低壓脈沖法是隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈沖技術(shù)在電纜故障測試中得到應用。它的原理是利用脈沖信號送入電纜線路，遇到特性阻抗不匹配時產(chǎn)生反射這一原理來檢測故障點的位置。這種方法測量斷線和短路故障較有效。而這兩種故障性質(zhì)占電纜故障的20%左右。對交聯(lián)電纜的故障電阻，不能采用燒穿法來降低。所以該種方法在測量交聯(lián)電纜故障時有一定的局限性。

2 高阻故障測量法

①沖閃法。沖閃測試時，若故障點不放電，那得考慮以下原因。其一，此原因也即目前利用閃絡法測量高阻故障不放電時，往往被忽略的原因。即電容容量偏低。放電能量P與電壓U和電容的容量C有關(guān)（P=UC÷2）。電壓U受電纜的電壓等級限制，不可能無限增大，那只能增加電容的容量。而實際上，平時所采用的電容往往是就地取材。就電力部門來講，10 kV的并聯(lián)電容最多。一般所采用的電容就是10 kV的并聯(lián)電容，其容量一般不到2 μF。能量往往不足使故障點放電。實際中發(fā)現(xiàn)電容容量為2 μF耐壓為40 kV，一般均能使故障點放電。其二，是電纜大面積受潮，放電的能量要求很大，此時應盡量設法增大電容容量和提高放電電壓。其三，可能是交聯(lián)電纜屏蔽層斷裂，不能形成回路，儀器無法采集到波形。若確是這種情況，只能直接定位。只要故障點放電了儀器一般能采集到其放電波形。1996年12月的那次故障測量后來就是采用沖閃電壓取樣測出的。沖閃法可測所有電纜故障。

②用直閃法來測量電纜閃絡性高阻故障。同沖閃法相似。所不同的是沖閃法球隙間為一定距離，而直閃法是兩球直接相切，球隙間沒有距離。使用直閃法須注意以下問題：為了人身和儀器的安全，首選電流取樣法；升壓變壓器接地與電容接地分別連至電纜接地線上。電纜接地線一定要與安全接地系統(tǒng)相連；在測試過程中閃絡性故障可能變成泄漏性高阻故障。此時，應變換測試方法；有波形故障點就是有放電，沒波形故障點就沒放電。

③特殊故障測量。其一，故障點在儀器盲區(qū)時。這種情況往往是始端頭故障，故障點放電了，但儀器采集不到波形，此時可采用以下幾種解決方法：觀察毫安表的讀數(shù)。若讀數(shù)達15 mA，可認為放電了，此時始端頭往往會發(fā)熱；將球隙放至電纜的另一端，直接定點；將所有設備搬至電纜的另一端進行測試；在始端加長電纜長度，一般不少于20 m，進行測試。其二，故障靠近測試端附近。采集到的放電波形可看到故障點多次反射。任意兩次反射之間的距離即為故障距離。但為減小讀數(shù)誤差往往采用讀幾次相鄰反射之間距離求平均值。

3 精測定位

不同電纜故障性質(zhì)采用不同的測量方法進行粗測，分析判斷得出故障點距測試端的距離。但是具體的確切的位置還須借定點來完成。較早使用的定點儀較簡單，它只能靠接收聲音的大小來判斷故障點所在的位置，嚴重受外界環(huán)境干擾。往往須在夜深人靜時進行定位。隨著各項技術(shù)的發(fā)展，有了音頻法、振動法、聲測法等多種方法供電纜故障精測使用。油浸電纜故障點的放電聲音容易區(qū)別，在定位時較容易定出。交聯(lián)電纜的定點就相對難點。其原因有兩點：故障多為封閉性故障；電纜中的銅屏蔽地線之間存在很大電阻，特別是接頭處，當然還有產(chǎn)品質(zhì)量本身的問題，造成在定點時整條電纜可聽到聲音。針對這兩方面原因，采取以下各種方法來解決：

①采用音頻法。主要定點斷線和純短路這兩種故障。克服純短路時故障點聲音太小與整條電纜的聲音區(qū)別；斷線不放電這兩種情況。

②封閉性故障往往是在中間接頭處。此時可以尋找其振動點。或者，采用搬動接頭在電纜端頭測量直流電阻。該方法在多次實際中使用過。

③采用聲測法。著重區(qū)別故障點的放電音同其他聲音的區(qū)別。要抓住交聯(lián)電纜的非故障點的聲音較小且較沉。而故障點的聲音較大且清脆。離開這個位置聲音馬上不一樣。再者要區(qū)別是否是電磁干擾。方法是提起探頭，仍有聲音，即是電磁干擾聲，非故障點放電聲。

4 結(jié) 語

電力電纜的普遍使用，故障測量也將越來越受到人們的重視。對于各種電纜故障只要正確地應用“電橋法”，“低壓脈沖法”和各種“閃絡法”。電力電纜故障點的粗測一般不成問題。而相對困難的是交聯(lián)電纜的定位問題。只要膽大心細，認真總結(jié)經(jīng)驗，正確操作儀器，便能很快找到故障點。

參考文獻：

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