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110kV电力电缆故障查找方法及问题

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘敏锋

[导读] 摘要：国内在 110kV 等级的电缆故障方面仍缺乏较成熟的测寻方法，文章通过对 110KV 电力电缆故障成因及类型的分析，着重从低压脉冲反射法、直流高压闪络法、冲闪法等方面阐述了电力电缆故障的距离检测方法，并就冲击放电声测法与声磁同步法的故障定点检测作了深入探讨。

        广东运峰电力安装有限公司 528200
        摘要：国内在 110kV 等级的电缆故障方面仍缺乏较成熟的测寻方法，文章通过对 110KV 电力电缆故障成因及类型的分析，着重从低压脉冲反射法、直流高压闪络法、冲闪法等方面阐述了电力电缆故障的距离检测方法，并就冲击放电声测法与声磁同步法的故障定点检测作了深入探讨。
        关键词：110 kV 电力电缆；故障；查找
        引言：近些年来，110kV电力电缆故障问题引起电力企业的高度重视，同时由于目前依然存在着很多的问题，导致 110kV 电力电缆故障查找成为电力企业重点工作内容。由于 110kV 电力电缆工程本身具有复杂性的特点，在故障查找的过程中，需要消耗大量的人力物力，如果没有提高查找的效率，势必会造成诸多安全问题的发生，同时也会影响到人们正常使用电能的质量，甚至对整个电力行业造成不利的影响。因此，在 110kV 电力电缆运行过程中，结合故障查找问题，采取针对性的查找方法，并利用现代化技术尽快的解决故障，以将故障造成的影响降至最低，确保 110kV 电力电缆工作的质量及电力企业电力服务的质量。
        1、110 kV 电缆故障原因剖析
        在我国社会实践过程中，电缆可能会发生低阻、高阻、断线、泄露及闪络等故障。但随着我国市场化进程的不断深入，市场对于电力提出了更高层面的需求。110 kV 电缆是我国电网架设的主力军，但是在制造工艺低和风化等作用下，架设完成的电缆经常会出现故障，故障原因具体可分为如下 3 个方面。
        1.1机械损害
        机械损害是指架设完成的电缆受到外力损害、牵引力超过承受能力及剥切损害等。其次，受潮损害。受潮损害就是因为密封不良而导致的电缆受潮，最终使电缆受损。最后，绝缘损害。电缆一旦铺架完成，便会长期暴露在空气中，经过长时间的日晒和风化，电缆外层绝缘体功能会减弱，进而使电缆出现故障。
        1.2对于绝缘损害
        根源就在于电缆工艺并不完善，我国现行电缆绝缘体大多采取塑料或者橡胶材质，经过长期的风吹日晒，会出现裂缝，进而使电缆的绝缘功能受损。但是随着我国科技的不断发展，高耐受力的绝缘材料已经问世，未来电缆的绝缘损害程度会大幅度降低。对于受潮损害，其根源在于酸雨对于电缆的腐蚀，一旦电缆的保护层被腐蚀出漏洞，就极易可能发生击穿的危险。机械损害电缆绝缘体受外力作用影响出现故障。机械损害是电缆故障的主要来源，尤其是对于低架设电缆，因为机动车行驶碾压或者动物啃食等也极易使电缆出现损伤。
        1.3 110kV 电力电缆本身的质量不佳
        增加了故障的几率，而在故障查找的过程中，忽视此问题，导致故障查找的过于繁琐，影响到故障查找的质量。而导致上述问题的原因如下：①部分偏远地区电力企业没有及时的引进先进的故障查找信息技术，没有与现代化智能技术进行有机的结合，导致故障查找效率的低下。② 110kV 电力电缆运行环境较差，给故障查找工作增加了难度，甚至是部分地区的自然环境非常之恶劣，严重的影响到110kV 电力电缆故障查找的质量。③ 110kV 电力电缆绝缘老化问题比较严重，导致部分电缆无法进行故障处理，延长了故障处理的时间，增加了故障处理的不利因素，对整个 110kV 电力电缆故障处理工作造成了阻碍。鉴于此，针对于 110kV 电力电缆故障查找问题及原因的分析，应采取针对性的故障查找方法，提高故障查找的效率，以最短的时间将故障解决掉，确保整个电力系统运行效率的提高。

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        2、 110kV 电力电缆故障查找方法
        2.1 声磁同步法
        所谓声磁同步法，实际上就是声测法的改进版，在声测法应用的同时加设电磁波接收装置用来接收放电产生的电磁波。因为故障点放电发出爆声的同时也会产生脉冲磁场信号，因为电磁波、声波同步接收的实现，在听到振动声波并显示出故障点放电电磁波时，足以证明故障点在附近区域，否则应视作干扰信号。该方法通过而且通过检测接收到的磁声信号接收的时间差计算，还可估测到探头与故障点间的距离。
        2.2　雷达法
        利用雷达法对电缆进行故障排查主要是利用反射脉冲和发射脉冲之间存在的时间差，通过时间差计算完成测距。在电缆故障排查时，脉冲信号被输送到电缆过程中会在电缆内自由穿梭，一旦遇到阻抗点时会形成相应反射，专业的测量仪器会将相关的反射脉冲进行分析，再通过运算公式计算出故障发生的大体位置。不同的反射极性也直接反映出不同的故障原因。如果发射脉冲和反射脉冲之间的极性一致，则说明电缆是发生了开路故障；如果反射脉冲和发射脉冲之间的极性相反，则说明电缆可能发生了低阻故障。雷达法在电缆测量过程中比较简单，并且有专业公式进行计算，可以准确测量出电缆的故障位置。但是脉冲在电缆内运行也会有一定的局限性，时间宽度受限是其最大的局限性，超过相应的时间宽度，反射和发射之间在脉冲层面会产生重叠，进而形成盲区。因此，对于高阻和闪络故障，雷达法并不能准确测量故障原因。
        2.3 阻抗法
        阻抗法通过测量和计算故障点到测量端的阻抗，然后根据线路参数，列写求解故障点方程，求得故障距离。该方法多以线路的集中参数建立模型，原理简单，易于实现。在实际的阻抗法故障测距中，一般都是应用电桥法来实现的。电桥法的优点是比较简单，精度较高，且能够快速的查找故障，实现故障的有效解决。
        2.4冲击放电声测法
        声测法主要是利用对前文介绍的电缆测距方法查找到事故点大致位置后。选择测试端并安装冲击电压装置，在脉冲高压作用下故障点会出现规则性放电，由于放电的能量与电缆电容、电压的平方构成正比例关系，故障点处释放的放电能量会发出较大声音。利用此种规律，在粗测故障点位置的基础上，维修人员可利用定点仪来精确确定电缆故障点，放电声最大处即为故障点所在。但同时放电能量与电流平方、电阻也呈正比例关系，因此声测法仅适用于高阻故障检测；精确定点时还可能因为电缆埋深过深，声音差别区分困难，或背景噪声较强以致故障定点难以进行，局限性较为明显。
        2.5 感应法
        其原理是当音频电流经过电缆线芯时，在电缆周围有电磁波存在，随身携带电磁感应接收器，沿线路行走时，可受到电磁波影响。音频电流流到故障点时，电流突变，电磁波的音频突变。该方法对寻找断线、相间低阻短路故障很方便，但不宜于寻找高阻和单相接地故障。
        3、结论：
        110kV 电力电缆作为电力系统重要的组成部分，其故障查找中问题的存在，将会影响到 110kV 电力电缆故障查找的质量，同时也会影响到电力企业供电服务的质量。基于此，在本文的研究中，主要对 110kV 电力电缆故障查找中的问题进行了剖析，同时分析了存在问题的原因，并系统的阐述了 110kV 电力电缆故障查找的方法，以便于更加科学、高效的进行 110kV 电力电缆的故障查找，从而提高 110kV 电力电缆故障解决的效率，促进整个 110kV 电力电缆运行质量的提高，同时实现电力系统的可靠性运行。
        参考文献
        [1]马利蒙.10kV电力电缆故障查找及相关问题研究[J].中国新技术新产品，2018，（4）：72-73.
        [2]朱启林，等．电力电缆故障测试方法与案例分析[M]．北京：机械工业出版社，2008．
        [3]邱成章.电力电缆故障点查找方法及其现场应用[J].科技资讯，2018，16（20）：30-31