35kV及以下电力电缆故障点测寻方法

35kV及以下电力电缆故障点测寻方法

梁良

国网电力公司上海市南供电公司200233

摘要：在电力系统运行过程中，电缆发生故障时需要对故障点进行测寻，进而进行电缆修复工作。基于能够精确找到电力电缆故障点这个目的，本文对35kV及以下电力电缆常见故障进行分析，通过对这些故障的性质进行研究，提出故障点测寻方法。

关键词：35kv电力电缆；故障点测寻；电桥法

引言：35kV及以下电力电缆故障点测寻时，需要先进行故障性质判断，从而使用相应的故障点测寻方法。出于经济方面考虑，除特别严重的故障之外，相对较轻的故障只需对故障点进行修复即可，修复完成后让该电缆继续工作，而线路修复过程中，故障点测寻就成了工作重点。

135kV及以下电力电缆故障分类

1.1电缆短路

电缆短路现象多发生于高空架设的电缆，具体故障类型可以凭借肉眼进行观察，确定故障性质。短路的最常见诱因就是鸟类破坏，鸟类破坏体现在鸟类在线路绝缘子密集处筑巢，当遇到降水等天气，鸟巢中的各类纤维湿润后成为了电流的导体，使电缆短接。地下电缆的短路诱因多是电力工人对电缆安装不当，电缆的接头处发生触碰，形成短路，或者电缆本身有破损，但在安装过程中未被发现，两条电缆接触形成短路[1]。

1.2电缆断路

电缆断路故障相较于断路，发生频率大为增加，尤其是地下供电网络中，发生断路故障的几率占故障总数的80%以上。断路故障形成原因多与工程基建有关，在进行工程施工时，施工单位违规操作、监督部门监管不力等因素都会导致电缆被外力破坏，形成断路。另外断路的形成原因还包括线路接头老化、该区域电力使用量过大、地质运动和土壤腐蚀以及线路自身原因等。但是相比之下，施工过程中的外力破坏引起断路的频率占故障总数的40%以上，应该被引起重视。

1.3电缆绝缘层破损

电缆绝缘层破损短期内形成的负面影响较低，但是绝缘层破损会导致电缆输电效率降低，长时间未被修复除了绝缘层被击穿，电缆内部线路也会被腐蚀，发展成断路故障，绝缘层破损的形成原因与断路形成原因相似，多是由施工过程中的违规操作导致。而且相比之下，由于绝缘层破损在很多方面上造成的影响并不直观，让绝缘层破损故障难以被发现，并且要进行精确故障点测寻，对技术要求也相对较高。

235kV及以下电力电缆故障点测寻

2.1针对电缆短路情况下的测寻

电路短路故障中，电路电阻会急剧降低，工程上对电缆短路情况的故障点测寻多采用电桥法。电桥法的原理是通过测试对应线路中的电阻来推测电缆短路的位置。在使用电桥法进行短路测寻时，涉及以下几个步骤：（1）测试回路架构。该过程涉及两条线缆使用，即故障线缆和绝缘良好的线缆，并将两者进行跨接，构成测试回路。（2）测试端接入。将两条电缆的测试端与仪器相接，这两个测试端接入后，两条电缆就形成了该电桥结构的两个桥臂，基本实现了电桥测试电路的核心。（3）调整电阻。将整个电桥系统调节到平衡状态，进行桥臂电阻读数，由公式：

L1/L2=R1/R2

通过对电缆两侧电阻阻值的比例计算出电缆短路点两端的长度比，通过查阅资料可以了解到该段电缆的总长度，进而求出电缆故障点的位置。但是电桥法对三相或四相线路短路的情况下无法使用，对这种线路通常采用低压脉冲法进行故障点测寻，其原理是脉冲信号在故障点处会发生信号反射现象，通过测量信号接收时间确定故障点[2]。

2.2针对电缆断路情况下的测寻

断路故障点测寻在某些情况下也可以采用电桥法进行测量，但是相较于短路故障点测寻，其测寻精度降低明显。所以在进行断路故障点测寻时，多采用雷达法。雷达法原理是在电缆中发送脉冲信号，当脉冲信号运行到断路处，脉冲信号会被各种介质反射回来，仪器将反射信号进行接收，并通过时间计算找出短路点。电缆的断路故障点测寻过程中，一般情况下测寻精度较高，并且由于电缆断路分为电缆本身断裂和电缆接头击穿两种方式，这两种方式都能为维修人员提供大量视觉信息，为工作人员的电缆修复提供帮助。但是雷达法对电缆断路处的环境要求较高，反射信号的清晰程度主要取决于短路中周围环境的干燥程度。大量实践表明，若电缆断路处环境较为潮湿，则反射回的脉冲波清晰度将会大为降低。并且由于导线是脉冲的良好导体，所以脉冲法不能用于绝缘层破损电缆的故障点位置测寻。

2.3针对电缆绝缘层破损状况下的测寻

目前针对电缆绝缘层破损故障点的测寻主要采用闪络法，其工作原理是通过施加瞬间高压将故障点击穿，产生闪络现象。这种故障点会影响电缆的电阻，通常情况下电阻增大明显，所以闪络法可以得到应用。但是在实际测寻时，闪络法使用频率较低，因为闪络法是通过向线路施加大电流来测寻故障点的，这种大电流对整条电缆影响巨大，会影响电缆的使用寿命，并且因为闪络现象的限制，必须保证一次成功，经过多次放电后，故障点处的电阻会逐渐下降，影响测量精度甚至破坏整条电缆。由于这种故障的特殊性，在进行闪络法初测后，需要进行故障点的精确测寻，通常采用声测法和声磁信号接收法。这两种方式的原理都是通过故障点的信号接收来进行电缆故障点的精确测寻，不同的是声测法是通过电缆本身产生机械振动，由工作人员使用专用仪器收集声音，进而找到故障的精确位置，而声磁法是由于施加高电压，故障点会在放电瞬间产生脉冲磁场，再采用电磁感应装置对这种磁场进行强度监测，距离故障点越近则磁场越强，从而将故障点精确定位。

结论：综上所述，在进行35kV及以下电力电缆故障点测寻时，要根据不同的故障种类施行不同的测寻方案。对于短路故障来说，电桥法测量精度误差很小，一般在0.3%到0.5%，只有在线路很长时才需进行故障点精确测量，故障点测寻最为困难的是针对绝缘层破损的电缆故障点测量，该故障的测量过程要经过初测和精测，断路测量最为容易。

参考文献：

[1]冀维成.35KV及以下电力电缆故障点测寻方法[J].硅谷,2009(01):43+58.

[2]邱培光.电桥法在测量电缆短路点中的应用[J].江西能源,2007(02):46-47.