论文部分内容阅读
摘要：当前，受到电力事业的发展影响，供电系统电缆故障检测方法有新的进展。在检测电缆故障的同时，更要对各类故障类型进行分类排除。因而，当前研究电缆故障的检测方法显得尤为重要。本文主要概述供电系统的电缆故障检测方法，并提出对应的优化解决措施。
关键词：供电系统；电缆故障；检测方法
出现电缆故障是电缆在整个绝缘中被击穿，致使电缆出现烧断和线路停止供电的情况。我国正在基础设置投资方面加大力度，所以电力行业的发展是其他各个行业发展的前提。若电缆控制不当发生故障会出现大面积的停电或者电缆烧毁的情况，出现严重经济损失的同时会带来社会的不安，由于电能是居民日常生活中不可或缺的能源之一，若长期不能解决电能持续供给的问题，会让居民产生恐慌，引发社会动荡，因而出现供电故障以后，需第一时间查找到故障点问题，所以如何在此期间快速的查找到故障点就显得极为重要。本文就从电缆故障查询的角度思考问题，探寻故障产生的类型和原因，并列举了不同的电缆故障探寻方法，在弥补传统观电缆故障不足的同时，介绍探寻电缆故障的新方法。
一、供电系统中电缆故障类型分析
1.1外力破坏
机械施工破坏是电缆出线外力破坏的主要原因。当出现电缆故障时，会出现短路跳闸或伤及绝缘而留下事故隐患，造成更大的损失。据调查显示，外力破坏在电缆损害率中占据50%以上。因为电缆还具备一定经济价值，很多不法人员意图破坏电缆谋取利润，尤其是在一些偏远地区经常会看到电缆被人为破坏的现象。所以，外力破坏是电缆故障的重要因素。
1.2电缆施工故障
一般情况下，电缆施工过程中出现的主要问题受外部施工环境和制作技术水平的影响。外部环境因素主要表现在电缆埋设过浅，电缆在外部分经受曝晒，缺乏保护；电缆沟内杂物积水过多；电缆弯曲半径过小；电缆铺设过程中外皮受到损伤等等。制作技术水平主要表现在电缆头热缩材料烘烤不均或是烘烤过度，这样一来会使材料热缩不紧密或是热熔过度，造成本身绝缘程度降低；冷缩制作时没有按照技术作业规定制作。
电缆运行问题。电缆使用过度会造成电缆绝缘枯干、脆化。尤其是在一些发达地区，用户使用电缆的负荷过度，电缆的绝缘度强度大大降低，表面温度过高。电缆出现故障的机率大大提高，在遭遇雷电等严重情况时，极易引起火灾。
1.3电缆其他故障
电缆故障类型主要有低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障、闪络性故障这五种故障，可以采用在故障测寻前500v-2500v摇表进行进行的方法确定。这些故障基本都是电缆在运行过程中会出现的故障，其与外部环境的变化也有极大的关联。尤其是在雷雨天气，会让电缆的运行造成一定的故障。
二、供电系统电缆故障测寻方法
2.1电桥法
测试的具体方法是：第一步在电缆线路测寻端上，将良好的相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂连接在测试仪器上。第二步把另一段两相导体跨越以构成回路。第三步调节电桥。在电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相等。电桥的两个桥臂的电缆导体的电阻值坏和桥臂的长度成正比。这样一来，可以把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比。这样的转换大大方便了电缆故障点的确定，只要明确电桥上可调电阻和标准电阻数值，就能够测出故障点初测距离。由于电桥法主要是根据现场电压表和电工比人工计算电缆故障距离，准确度不高，这种方法不适用与高电阻故障和闪络性故障。在港区范围内也鲜少使用。
2.2脉冲法
脉冲法的工作原理是应用脉冲波技术进行电缆故障测距。其中包括低压脉冲反射法、冲击高压闪络测试法、直流高压闪络测试法这三种。下面详细介绍这其中两种测试方法。
①低压脉冲反射法的具体测试方法：第一步在测试端注入一低压脉冲波，脉冲波会沿着电缆传播到故障点时，产生反射回送到测试仪器。第二步记录记录好发射脉冲波和反射脉冲波之间的时间间隔。第三步根据脉冲波在电缆中的传播速度，就能够用距离除以速度就能够得出故障点的距离。
②直流高压闪络测试法的具体测试方法：第一步在测试端对电缆线路故障相施加直流电流，仔细观察发生闪络放电的地方。当电压到达一定值时，故障点发生闪络放电。第二步记录好闪电放射铲产生的脉冲波及其反射波在一起上的時间间隔。第三步根据距离公式算出故障距离。在实际工作中，低电阻故障和高电阻故障是电缆发生故障最主要的原因，上面介绍的两种方法在解决低电阻和高电阻故障中，精确度高，而且受人为因素影响较小，是电缆故障测寻的首选测试方法。
三、供电系统中电缆故障仪的应用
3.1脉冲反射
电缆脉冲反射仪主要由脉冲发生器和阴极示波器组成，工作原理是：脉冲发射仪发出低压脉冲沿着电缆传输，在脉冲信号到达到达电缆阻抗发生变化的位置时，会产生变化反射。通过观察显示仪上的反射就可以确定发射点的位置。阴极示波器要求提供特殊电路，并且会针对不同距离改变脉冲宽度。在阻抗发生变化时，上升的反射信号表示高阻抗变化，反之下降的信号代表低阻抗变化。
3.2弧反射
脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射而是直接到达电缆末端形成开路发射。这时就不能再使用脉冲反射而是使用弧反射。弧反射主要是利用高压冲击器，工作原理：第一步利用弧反射方式通过高压冲击器，对故障点进行冲击放电，这时故障点会产生电弧，形成瞬间短路状态。第二步将脉冲反射仪通过耦合器和故障电缆连接，在产生反射弧的时候，触发装置发出脉冲信号在瞬间短路点形成短路反射。最后就会将下降波形显示在显示器上。利用弧反射法可以测得短路反射波形和在低脉冲反射法下测得的开路反射波形，这两条波形会自动并且同时显示在脉冲反射仪上。这两条波形在故障点会有明显的分离。根据分离的地点就可以知道故障点的具体位置。
四、供电系统电缆故障的排除
在XF25-1563V.4电缆故障仪使用后，电缆故障的查找率会大大提高。但随着时间的流失，新的问题会重新出现。这个仪器针对高压电缆故障准确率极高，但是对于低电压电缆故障查找却有所欠缺。特别是，低电压电缆绝缘性和屏蔽性较高，故障仪器很容易受到蒙蔽。因此在发生电缆障碍尤其是高压电缆障碍时，不要以为依靠技术设备，还需要结合自己平时的工作经验和实践心得。据一些经验丰富的老工作者介绍，电缆故障发生点一般集中在道路过路预埋管两侧、电缆中间头位置以及工地施工外力破坏的位置。在进行排查是可以着重排查这几个地方。在寻找故障之前，首先要弄清楚电缆路由情况，然后再配合在XF25-1563V.4电缆故障仪的使用，查找出具体的电缆故障位置。除却技术检查和修护還需要做好日常的电缆维护。在工地施工和进行一些户外作业时，要注意保护所处地的电缆，严禁故意损害。
在精确定点之前，我们还需要了解故障电缆敷设的详细信息，否则我们无法根据预定位的值到达故障点附近。如果存在敷设信息不详的情况，我们需要事先用“路径仪”来确定电缆的路径，使用皮尺测定故障点的大致位置，然后才能开始精确定点。目前，10KV电缆精确定点的方法有声测法、音频感应法和声磁同步法。声测法主要用于高阻故障的精确定点。这样，当电缆出现故障的同时就能快速的被检验出来。并能精确到具体的故障点，从而有针对性的进行故障的排除。最终达到预期的检测排除效果。
参考文献：
[1]李盼，贠保记，樊晓明.矿井10kV电网单相接地故障定位的研究[J].工矿自动化.2012（12）.15-25
[2]董勇，李光友.10kV系统单相接地故障及处理探析[J].中国电力教育.2011（24）.119-121
关键词：供电系统；电缆故障；检测方法
出现电缆故障是电缆在整个绝缘中被击穿，致使电缆出现烧断和线路停止供电的情况。我国正在基础设置投资方面加大力度，所以电力行业的发展是其他各个行业发展的前提。若电缆控制不当发生故障会出现大面积的停电或者电缆烧毁的情况，出现严重经济损失的同时会带来社会的不安，由于电能是居民日常生活中不可或缺的能源之一，若长期不能解决电能持续供给的问题，会让居民产生恐慌，引发社会动荡，因而出现供电故障以后，需第一时间查找到故障点问题，所以如何在此期间快速的查找到故障点就显得极为重要。本文就从电缆故障查询的角度思考问题，探寻故障产生的类型和原因，并列举了不同的电缆故障探寻方法，在弥补传统观电缆故障不足的同时，介绍探寻电缆故障的新方法。
一、供电系统中电缆故障类型分析
1.1外力破坏
机械施工破坏是电缆出线外力破坏的主要原因。当出现电缆故障时，会出现短路跳闸或伤及绝缘而留下事故隐患，造成更大的损失。据调查显示，外力破坏在电缆损害率中占据50%以上。因为电缆还具备一定经济价值，很多不法人员意图破坏电缆谋取利润，尤其是在一些偏远地区经常会看到电缆被人为破坏的现象。所以，外力破坏是电缆故障的重要因素。
1.2电缆施工故障
一般情况下，电缆施工过程中出现的主要问题受外部施工环境和制作技术水平的影响。外部环境因素主要表现在电缆埋设过浅，电缆在外部分经受曝晒，缺乏保护；电缆沟内杂物积水过多；电缆弯曲半径过小；电缆铺设过程中外皮受到损伤等等。制作技术水平主要表现在电缆头热缩材料烘烤不均或是烘烤过度，这样一来会使材料热缩不紧密或是热熔过度，造成本身绝缘程度降低；冷缩制作时没有按照技术作业规定制作。
电缆运行问题。电缆使用过度会造成电缆绝缘枯干、脆化。尤其是在一些发达地区，用户使用电缆的负荷过度，电缆的绝缘度强度大大降低，表面温度过高。电缆出现故障的机率大大提高，在遭遇雷电等严重情况时，极易引起火灾。
1.3电缆其他故障
电缆故障类型主要有低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障、闪络性故障这五种故障，可以采用在故障测寻前500v-2500v摇表进行进行的方法确定。这些故障基本都是电缆在运行过程中会出现的故障，其与外部环境的变化也有极大的关联。尤其是在雷雨天气，会让电缆的运行造成一定的故障。
二、供电系统电缆故障测寻方法
2.1电桥法
测试的具体方法是：第一步在电缆线路测寻端上，将良好的相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂连接在测试仪器上。第二步把另一段两相导体跨越以构成回路。第三步调节电桥。在电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相等。电桥的两个桥臂的电缆导体的电阻值坏和桥臂的长度成正比。这样一来，可以把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比。这样的转换大大方便了电缆故障点的确定，只要明确电桥上可调电阻和标准电阻数值，就能够测出故障点初测距离。由于电桥法主要是根据现场电压表和电工比人工计算电缆故障距离，准确度不高，这种方法不适用与高电阻故障和闪络性故障。在港区范围内也鲜少使用。
2.2脉冲法
脉冲法的工作原理是应用脉冲波技术进行电缆故障测距。其中包括低压脉冲反射法、冲击高压闪络测试法、直流高压闪络测试法这三种。下面详细介绍这其中两种测试方法。
①低压脉冲反射法的具体测试方法：第一步在测试端注入一低压脉冲波，脉冲波会沿着电缆传播到故障点时，产生反射回送到测试仪器。第二步记录记录好发射脉冲波和反射脉冲波之间的时间间隔。第三步根据脉冲波在电缆中的传播速度，就能够用距离除以速度就能够得出故障点的距离。
②直流高压闪络测试法的具体测试方法：第一步在测试端对电缆线路故障相施加直流电流，仔细观察发生闪络放电的地方。当电压到达一定值时，故障点发生闪络放电。第二步记录好闪电放射铲产生的脉冲波及其反射波在一起上的時间间隔。第三步根据距离公式算出故障距离。在实际工作中，低电阻故障和高电阻故障是电缆发生故障最主要的原因，上面介绍的两种方法在解决低电阻和高电阻故障中，精确度高，而且受人为因素影响较小，是电缆故障测寻的首选测试方法。
三、供电系统中电缆故障仪的应用
3.1脉冲反射
电缆脉冲反射仪主要由脉冲发生器和阴极示波器组成，工作原理是：脉冲发射仪发出低压脉冲沿着电缆传输，在脉冲信号到达到达电缆阻抗发生变化的位置时，会产生变化反射。通过观察显示仪上的反射就可以确定发射点的位置。阴极示波器要求提供特殊电路，并且会针对不同距离改变脉冲宽度。在阻抗发生变化时，上升的反射信号表示高阻抗变化，反之下降的信号代表低阻抗变化。
3.2弧反射
脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射而是直接到达电缆末端形成开路发射。这时就不能再使用脉冲反射而是使用弧反射。弧反射主要是利用高压冲击器，工作原理：第一步利用弧反射方式通过高压冲击器，对故障点进行冲击放电，这时故障点会产生电弧，形成瞬间短路状态。第二步将脉冲反射仪通过耦合器和故障电缆连接，在产生反射弧的时候，触发装置发出脉冲信号在瞬间短路点形成短路反射。最后就会将下降波形显示在显示器上。利用弧反射法可以测得短路反射波形和在低脉冲反射法下测得的开路反射波形，这两条波形会自动并且同时显示在脉冲反射仪上。这两条波形在故障点会有明显的分离。根据分离的地点就可以知道故障点的具体位置。
四、供电系统电缆故障的排除
在XF25-1563V.4电缆故障仪使用后，电缆故障的查找率会大大提高。但随着时间的流失，新的问题会重新出现。这个仪器针对高压电缆故障准确率极高，但是对于低电压电缆故障查找却有所欠缺。特别是，低电压电缆绝缘性和屏蔽性较高，故障仪器很容易受到蒙蔽。因此在发生电缆障碍尤其是高压电缆障碍时，不要以为依靠技术设备，还需要结合自己平时的工作经验和实践心得。据一些经验丰富的老工作者介绍，电缆故障发生点一般集中在道路过路预埋管两侧、电缆中间头位置以及工地施工外力破坏的位置。在进行排查是可以着重排查这几个地方。在寻找故障之前，首先要弄清楚电缆路由情况，然后再配合在XF25-1563V.4电缆故障仪的使用，查找出具体的电缆故障位置。除却技术检查和修护還需要做好日常的电缆维护。在工地施工和进行一些户外作业时，要注意保护所处地的电缆，严禁故意损害。
在精确定点之前，我们还需要了解故障电缆敷设的详细信息，否则我们无法根据预定位的值到达故障点附近。如果存在敷设信息不详的情况，我们需要事先用“路径仪”来确定电缆的路径，使用皮尺测定故障点的大致位置，然后才能开始精确定点。目前，10KV电缆精确定点的方法有声测法、音频感应法和声磁同步法。声测法主要用于高阻故障的精确定点。这样，当电缆出现故障的同时就能快速的被检验出来。并能精确到具体的故障点，从而有针对性的进行故障的排除。最终达到预期的检测排除效果。
参考文献：
[1]李盼，贠保记，樊晓明.矿井10kV电网单相接地故障定位的研究[J].工矿自动化.2012（12）.15-25
[2]董勇，李光友.10kV系统单相接地故障及处理探析[J].中国电力教育.2011（24）.119-121