探测技术在电力电缆故障中的应用

安启信

摘要：随着电力行业的大力发展，各地区电缆线路的数量持续增长，再加上电缆线路具有隐蔽性的特点以及使用的故障监测设备比较落后，想要快速准确找到故障点具有一定的困难。因此，本文针对当前电力电缆故障现状，展开对电力电缆故障中探测技术的应用研究。希望在本次关于电力电缆故障和探测技术的探究下，能够为日后提升探测技术在电力电缆故障中的应用水平，以供相关工作者参考。

关键词：探测技术;电缆故障;应用分析

1电力电缆故障种类分析

1.1开路故障分析。在城市进程加快的的趋势下，电力电缆的故障频发[1]。为了有效解决电力电缆故障问题，明确当前常见的电力电缆故障种类是极为重要的。首先，开路故障是电力电缆常见的故障之一。如图1所示为开电力电缆故障示意图。根据图1中相关信息显示，电缆相间或是相对地绝缘电阻，在应用时达到了相应规定的范围值，其工作电压将无法快速、及时的传输到终端。此种现象，虽然终端有一定对电压，但是其电压的负载能力相对较差。根据图中的显示，可以发现当A与A点之间存在电阻时，且电阻Rk为∞时，则表明其属于断线故障。换句话而言，其也属于电力电缆开路故障的表现。

1.2低阻、高阻及闪络性故障分析。在分析电力电缆故障时，不仅包括开路故障，同时也包括低阻、高阻及闪络性故障[2]。在低阻故障中，其主要从电缆相间或是相对地绝缘受到相应的破损，其绝缘电阻相对较小，且能够采用低压脉冲探测技术，实现对此类把故障的测量和改善。此种故障被称之为低阻故障。同样如图1所示，当B与B点之间存在电阻时，其电阻Rg为0时，则表明其属于短路故障。换句话而言，其也属于电力电缆低阻故障的表现。在高阻故障中，其主要从电缆相间或是相对地绝缘受到相应的破损，其绝缘电阻相对较大，无法用低压脉冲技术实现对此类故障的测量。从某种角度而言，高阻是相对于低阻而言的，通常包括高闪络性高阻故障和泄漏性高阻故障。通常情况下，低阻故障与高阻故障在区分方面，其界限多是从电缆本身阻抗的10倍左右。

2电力电缆故障中探测技术的应用

2.1直流电桥法。直流电桥法是目前电力行业广泛应用的测距方法，根据惠斯通电桥原理将电缆短路接地故障点两侧的环线引入直流电桥，测量气比值。由测得的比值和电缆全长，可获得测量端到故障的距離。当对地电阻比较大时，则可以应用高压直流电桥，但是在实际工作中则很少应用这种方法。

2.2二次脉冲法。二次脉冲法的工作原理就是根据行波理论进行分析，将整条电缆看作是均匀的长线，电缆中波的传播速度与电缆导体芯线的材料没有关系，而是与电缆的绝缘介质的性质有关系，在电力行业应用的频率比较高，国际上也较多应用。二次脉冲法能够对30kV以下的电缆进行断路故障和高阻故障以及低阻故障的检测。二次脉冲法的优势在于利用冲击高压可以将故障点击穿，在此时间段内发射低压脉冲，可以根据时间间隔准确计算出故障点的距离。但是二次脉冲法无法准确测定电缆维持低阻状态的时间，这就在一定程度上增加了二次脉冲法测量的困难，未来二次脉冲法还需进行进一步的技术改进。

2.3高压闪络法。高阻电缆故障的故障点电阻比较大，这时候的反射系数几乎为零，因为低压脉冲法故障点的发射脉冲幅度比较小，常规检测设备无法发现，针对这一问题，高压闪络法可以有效解决，并且得出准确性较高的数据。高压闪络法又可以进一步分为两种，其一是直流高压闪络测量法，其二是冲击高压闪络测量法，但是直闪法的应用受到高压电源输出功率的限制，其功能仅局限在闪络性高阻故障中。高压闪络法的工作原理是利用直流高压发生器产生负直流高压，刺激故障点发生击穿放电，出现瞬间断路的情况，使用测量仪器撤采集并记录故障点击穿产生电流行波信号。根据电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。直流高压放电不仅可以准确判断出故障点的具体位置而且还能有效保证操作人员的人身安全。

2.4低压脉冲反射测距法。低压脉冲反射法主要是用来检测开路故障或者低阻故障，将仪器安装到电缆故障的一端，这时候，脉冲以固定的速度在电缆上传播最终达到故障点，使用测量仪记录脉冲发出的反射，根据脉冲的反射级别来对故障的性质进行判断。

2.5低压脉冲反射法的应用。抵押脉冲反射法是电力电缆他故障探测技术中的关键性探测技术之一[5]。通过对抵押脉冲法的分析，明确在应用该方法时，主要是分析电缆的实际结构，并在该结构上对所产生的脉冲与发社会脉冲时间差进行改变，并将改变后的时间差完整的记录下来，将其与特性的图形相比较，从而掌握电力电缆的具体故障，为故障的探测通过科学依据。如图2所示为低压脉冲反射法的原理示意图，根据图中相关信息能够了解到，低压脉冲反射法在测试时，根据电缆的故障情况向被探测的电缆中输入相应的低压脉冲，该脉冲应顺着电缆传播的方向，阻抗不匹配点，比如短路电缆点和断路电缆点等。脉冲电压在发生反射时，又将会被送回到原测量点部位，并由相应的探测仪器将探测结果记录下来。如图2显示，将波形上发射与反射的脉冲时间差，设置为△t，主要体现为脉冲在测量点与阻抗不配点的时间。脉冲在电缆中的波速记录为V，其阻抗不匹配点的距离为：L=V*△t/2。从某种角度而言，低压脉冲反射法在电力电缆故障中的应用，是对低阻故障、断路故障和短路故障中，最具有效果的探测技术方法。

3结语

电力电缆的运行质量与供电的质量和效率息息相关，但是电力电缆运行会受到众多因素的影响，难免出现各种故障，其中较为常见的是短路故障和低阻故障等。电力部门应该根据故障的表现形式判断故障性质，采用科学的故障检测技术定位故障点，以便检修人员及时对故障进行维修，尽量降低电缆故障的不利影响。不少电力企业已经开始逐步引进在线监测技术和全自动监测技术，故障检测的效率更好，准确性更高，成为电力电缆故障检测的发展趋势。

参考文献：

[1]陈鹏洪.电力电缆故障分析及探测技术研究[J].通信电源技术，2016，33（3）：00067-00067.

[2]周存跃.电力电缆故障原因分析及探测方法探讨[J].工程技术：引文版，2016，08（3）：00182-00182.

[3]张继伟.配网电力电缆故障分析及探测[J].电子技术与软件工程，2017，02（6）：221-221.

[4]秦亮.高压电力电缆故障分析及探测技术[J].环球市场信息导报，2016，05（42）：106-106.

（作者单位：无锡太湖电力建设有限公司）