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電力電纜故障點(diǎn)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(jiàn)問(wèn)題，也同屬電纜故障中高頻問(wèn)題，下面筆者把這兩者電纜故障定位的方法分析寫(xiě)出來(lái)，希望對大家在遇到電纜故障時(shí)有一定的參考作用。

電力電纜故障點(diǎn)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(xiàn)路更難以確定故障點(diǎn)位置的問(wèn)題，選取有代表性的10 kV電纜發(fā)生高阻故障時(shí)故障點(diǎn)的定位過(guò)程實(shí)例，介紹了根據故障性質(zhì)采用二次脈沖法測距并定位故障點(diǎn)的方法。針對電纜運行過(guò)程中出現的高阻故障，首先查閱電纜相關(guān)資料，掌握電纜的詳細信息；
        使用萬(wàn)用表、絕緣電阻表判斷電纜故障類(lèi)型，根據故障類(lèi)型確定相應的測試方法；使用故障測試儀測試電纜的長(cháng)度，查看測試結果是否與資料相符，初步確定故障點(diǎn)距離；最后采用二次脈沖法對故障點(diǎn)精確定位找出故障點(diǎn)，剝開(kāi)電纜查明電纜故障原因，以便采取相應的防范措施。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(diǎn)定位時(shí)間更短。

         電力電纜故障復雜多樣，按故障表面現象分為開(kāi)放性故障、封閉性故障；按接地現象分為接地故障、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(xiàn)故障、混線(xiàn)故障、混合故障，其中，混線(xiàn)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(cháng)度、電磁波在電纜中的傳播速度，區分電纜的中間頭、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(xiàn)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(shí)現通過(guò)波形判斷故障情況和測量故障點(diǎn)距離的目的。直閃法用于檢測閃絡(luò )擊穿性故障，即故障點(diǎn)電阻極高，在用高壓試驗設備把電壓升到一定值時(shí)會(huì )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(jiǎn)單，容易獲得較準確的結果，應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(lái)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(jiǎn)單，容易識別。
電力電纜線(xiàn)路中高電阻損傷的定位方法

        為了初步確定電力電纜線(xiàn)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(dòng)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(shí)現這兩種辦法的設備。

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(xiàn)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)電機內建的電容充電到所需的電壓（不超過(guò)測試標準），然后對電纜進(jìn)行“瞬時(shí)”放電，在這種情況下，高壓脈沖在電纜線(xiàn)中傳播，這到達缺陷的位置會(huì )導致故障。此方法可用于搜索泄漏嚴重的電纜線(xiàn)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(huì )延遲電弧燃燒時(shí)間。來(lái)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(gè)同步電路，該電路通過(guò)電纜故障定位儀（也稱(chēng)為電纜故障測試儀）啟動(dòng)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(lái)。

脈沖電弧法的優(yōu)點(diǎn)

確定高電阻損壞的脈沖電弧法（ARM）具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

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(huì )整體降低電纜參數，并且在絕緣電阻仍在正常范圍內的地方不會(huì )造成新的損壞。

ARM實(shí)際上是一種高精度方法，因為測量實(shí)際上是通過(guò)脈沖方法進(jìn)行的。


二、振動(dòng)放電方法（ICE /衰減）應對高電阻損壞


振動(dòng)放電方法用于查找很長(cháng)的電纜線(xiàn)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(wú)法應用脈沖電弧法的情況下。振動(dòng)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故障，但是通常會(huì )降低精度。在此應注意，當通過(guò)振動(dòng)放電方法進(jìn)行操作時(shí)，電纜的功能未顯示。

電流振蕩放電的方法（電流波動(dòng)法，ICE）

當使用波電流方法時(shí)，振蕩電路是由系統形成的：源側的電容器-電纜線(xiàn)-缺陷部位的低過(guò)渡電阻（或電弧）。當使用通過(guò)電流進(jìn)行振動(dòng)放電的方法時(shí)，根據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(jìn)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)電機內建的電容充電到所需的電壓（不超過(guò)測試標準），然后對電纜進(jìn)行“瞬時(shí)”放，在這種情況下，高壓脈沖在中傳播，到達缺陷部位并導致?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(guò)來(lái)。達到缺陷的波可能會(huì )再次在其中引起放電（在這種情況下，其極性會(huì )發(fā)生變化），或者如果不發(fā)生第二次放電，則會(huì )以相同的極性反射，再次重復該過(guò)程，直到初始脈沖的所有能量消失為止。這些振動(dòng)顯示在通過(guò)感應傳感器連接到電纜的電纜故障定位儀的屏幕上。



振動(dòng)放電法的優(yōu)點(diǎn)

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(huì )整體降低電纜參數，并且在絕緣電阻仍在正常范圍內的地方不會(huì )造成新的損壞。

該方法不需要在缺陷處點(diǎn)燃爆炸性電弧，因此在電弧由于某種原因而沒(méi)有點(diǎn)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(huì )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(jià)值。電纜高阻故障是目前較難檢測的故障類(lèi) 型，發(fā)生故障時(shí)確定故障類(lèi)型以定位故障點(diǎn)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(lèi)型，根據故障類(lèi)型確定相 應的測試方法；

（3） 測試電纜的長(cháng)度，查看測試結果是否與資 料相符；

（4） 初步確定故障點(diǎn)；

（5） 采用二次脈沖法對故障點(diǎn)精確定位；

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

        隨著(zhù)電力電纜應用范圍的迅速擴大，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 設備管理水平，是專(zhuān)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(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，容易確定故障點(diǎn)，使得電纜檢 測效率更高，定位時(shí)間更短。該檢測方法方便、有 效，可供同類(lèi)型故障處理借鑒。

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