电力电缆故障的探测

在电网中为了提高供电可靠率，必须增加变电所的出线回路数。要解决线路走廊与城市规划之间的矛盾，有利于美化城市并与周围环境相协调。在中、低压配网中已大量采用电力电缆供电，在一些高新技术开发区内已见不到架空线，全部采用电缆供电。电力电缆万一发生故障就不像架空线方式发生故障后那么容易发现故障点。

    1、原因分析

    电力电缆发生故障的主要原因为：外力破坏、市政建设时野蛮施工；电力电缆施工时没有严格按工艺要求而留下的隐患；电缆老化便绝缘性能降低；大气过电压、操作过电压等。电力电缆的故障按其性质可分为：开路故障；低阻故障；高阻故障；闪络故障和封闭故障。按故障的状态可分为：接地故障；短路故障；断线故障；混合故障。按故障 的类别可分为：单相故障；两相故障；三相故障等。电力电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤。首先要确定电力电缆故障的性质、状态、类别和故障的严重程度，以确定选择故障的探测方法，达到修复恢复供电之目的。

    2、故障的诊断

    当电力电缆发生故障后，首先根据变电站的继电保护装置动作情况和信号回路所示信号初步判断电缆故障的性质、状态和类别。进行常规的绝缘电阻试验和“导通试验”。电力电缆故障的测距方法有：

    (1)电桥法：将被测电力电缆的故障相与一根非故障相在电缆终端处短接，在电力电缆的始端用单臂电桥接至故障相与被短接的非故障相，测得非故障相的电阻加上故障相故障点之后的电阻之和与故障相故障点之前电阻之比，根据电缆长度就可以计算出终端至故障点的距离。

    (2)低压脉冲反射法：测试时向电力电缆的故障相注入——低压脉冲，该脉冲沿电力电缆传播到阻抗不匹配点——即故障点(为短路点、断线点、接地点等)时，脉冲产生反射回送到测试点由仪器记录下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电力电缆中传播的波速度，便可计算出故障点离测试点的距离。
 (3)脉冲电压法：是利用直流高压或脉冲高压信号击穿电力电缆的故障点，通过记录放电电压脉冲在测试点与故障点往返的时间计算出故障点的距离。脉冲电压法是直接利用故障点击穿产生的瞬间脉冲电压信号。

    (4)脉冲电流法：是80年代发展起来的一种测试方法，与脉冲电压法有些相似，用高电压将电力电缆的故障点击穿，用仪器测量并记录下故障击穿时产生的电流行波信号，通过计算电流行波在测试点与故障点往返的时间计算出故障点的距离。

    综上所述采用低压脉冲反射法对电力电缆低阻故障和断线故障以及采用脉冲电流法对电缆的高阻故障和闪路故障测距是较好的两种方法，都是利用通过脉冲信号在测试点与故障点之间往返一次的时间来计算出故障点之间的距离。

    3、故障的定点

    将电力电缆故障点的距离测定之后，便要对地面开挖并对电力电缆的故障进行修复。电力电缆往往是数根电缆并排敷设或设置于电缆沟内，还应区分出哪根是发生故障的电缆，即使对电力电缆故障点测距也只能判断出故障点的大概范围。因此，需用仪器对电力电缆故障点准确定点，一般电力电缆故障点的定点可采用声磁法或音频感应法。

    (1)声磁法：使用脉冲高压使电力电缆故障点击穿放电，利用电缆故障间隙放电时产生机械声音对发生高阻故障和闪络故障的电力电缆定点。由于电力电缆故障的状态和类别不一、故障损伤的程度也不一样、且电缆埋深或是否穿管等因素都会反映到放电声音的大小，即使在故障点附近能听到放电声仍很难准确定点。声磁法是根据声音信号与磁场信号传播速度不一的原理，利用仪器探头捡出声音信号和磁场信号的时间差来确定准确的故障点。声音在电力电缆周围介质中传播速度大约为500m/s左右，而磁场信号传播速度几乎接近于光速——30万km/s，从故障点至仪器探头之间磁场信号传播的时间可以忽略不计，以磁场信号触发后开始记录声音信号，所以根据检出的声音信号至仪器探头之间传播时间的长短可以作为判断电力电缆故障点的远近，检测声音传播时间最短地点即为故障点。

    (2)音频感应法：对于电力电缆的短路故障，由于无放电声而不能采用声磁法，只能采用音频感应法对故障点进行准确定点。

    音频感应法用音频信号发生器在电力电缆短路相芯线间通上音频电流。电力电缆会发出电磁波。在电力电缆故障点附近的地面上用探头(电感式线圈)沿被测电力电缆走向接收电磁场变化的信号，将信号放大后送入耳机或指示仪表检测信号的变化情况，直至信号消失。在电力电缆故障点音频信号最强。

    以上介绍了电力电缆发生故障之后诊断、测距、定点三个步骤和其中的几种方法，在实际工作中要根据情况选择合适的方法。重要的是要积累经验，摸索出一套准确探测电力电缆故障和确定故障点的方法。

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