電力電纜故障測試技術(shù)及應(yīng)用概述

電力電纜故障測試技術(shù)及應(yīng)用概述[摘要]對各種可能出現(xiàn)的電纜故障的測試方法以及國內(nèi)外一些先進測試設(shè)備進行概述，并介紹本局電纜故障測試設(shè)備的應(yīng)用體會。[關(guān)鍵詞]電纜故障測試隨著城市建設(shè)的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份量也越來越重，在一些城市的市區(qū)逐步取代架空輸電線路；同時隨著電纜數(shù)量的增多及運行時間的延長，電纜的故障也越來越頻繁。由于電纜線路的隱蔽性、個別運行單位的運行資料不完善以及測試設(shè)備的局限性等原因，使電纜故障的查找非常困難；另一方面，隨著科技的進步，現(xiàn)代檢測技術(shù)與電子計算機結(jié)合應(yīng)用，各種測量方法及儀器的精度也得到進一步提高，國內(nèi)外眾多的測試設(shè)備及技術(shù)并存。如何合理地選擇故障測試設(shè)備，準(zhǔn)確、快速地查找電纜故障，縮短故障停電時間，就成了電纜運行人員非常關(guān)心且值得探討和交流的焦點。鑒于我局1997年“12.5”110kV珠蘭電纜故障的測尋教訓(xùn)（花了6天時間），1998年，我們購買了全套進口車載精密電纜故障測試儀，使得我們能有機會接觸到國內(nèi)外先進的電纜故障測試設(shè)備，并先后參加了德國Seba及Hagenuk公司，奧地利Baur公司的以及國內(nèi)的山東科匯等公司的電纜故障測試技術(shù)培訓(xùn)班學(xué)習(xí)。本文主要概述目前國內(nèi)外新近的電纜故障測試技術(shù)及應(yīng)用情況，并結(jié)合本局電纜故障測試設(shè)備的具體使用情況進行分析總結(jié)。1.電力電纜故障測試的方法及應(yīng)用1.1電力電纜故障分類電力電纜故障按性質(zhì)可分為串聯(lián)（斷線）故障及并聯(lián)（短路）故障兩種，后者按絕緣外是否有金屬護套或屏蔽可分為主絕緣故障（外有金屬屏蔽），外皮（外護套）故障（無金屬屏蔽）的故障。主絕緣故障根據(jù)測試方法不同，按故障點的絕緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路（低阻）故障，其中Rf不同儀器及方法選擇各不同，一般Rf<10Z0（Z0為電纜波阻抗）,②高阻故障,③間歇（閃絡(luò)）故障三種。三者之間沒有絕對的界限，主要由現(xiàn)場試驗方法區(qū)分，與設(shè)備的容量及內(nèi)阻有關(guān)。1.2電纜故障的測試方法比較根據(jù)上述電纜故障的分類，目前國內(nèi)外有各種不同的測試方法，但測試步驟均相同，即：①進行故障診斷②根據(jù)診斷結(jié)果進行故障預(yù)定位③進行故障定點（精定位）。對于各種故障及其相應(yīng)的方法如下表所示：故障類型預(yù)定位方法精定位方法斷線故障●低壓脈沖反射法

▲電橋法●聲磁同步法主絕緣故障低阻故障●低壓脈沖反射法

▲電橋法★音頻感應(yīng)法

★聲磁同步法

電流方向法高阻故障●二次脈沖法（SIM）

▲沖閃法（電流法，電壓法）★高壓電橋法［燃燒降阻法+低壓反射法］聲響法聲磁同步法間歇性故障（閃絡(luò)）●二次脈沖法（直流耐壓擊穿后用）

▲衰減法

▲直流閃測法（電流法、電壓法）聲磁同步法外護套故障高壓電橋法

壓降法▲聲磁同步法

●跨步電壓法●推薦使用★有條件限制▲可用方法［］不推薦使用1.3電力電纜測試方法的發(fā)展20世紀70年代前，世界上廣泛使用電橋法及低壓脈沖反射法進行電力電纜故障測試，兩者對低阻故障很準(zhǔn)確，但對高阻故障不適用，故常常結(jié)合燃燒降阻（燒穿）法，即加大電流將故障處燒穿使其絕緣電阻降低以達到可以使用電橋法或低壓脈沖法測量的目的。燒穿方法對電纜主絕緣有不良影響，現(xiàn)已很少使用。之后出現(xiàn)了直流閃測法和沖擊閃測法，分別測試間歇故障及高阻故障，兩者都均可分為電流閃測法和電壓閃測法，取電容量C與電纜測試的關(guān)系。國外的儀器制造商多采用2uF或4uF的電容，他們認為4uF已足夠，我們認為對于較長的電纜線路，或間歇故障，或絕緣電阻特別大，或以及低壓電纜故障測試，在實際的測試中常常得不到波形。沖擊能量W=CU2，電壓U受到儀器體積限制且不能過大，不應(yīng)超過預(yù)試電壓的50~70%，只要考慮到故障點可能由末端反射電壓疊加后才造成擊穿，疊加電壓過大對主絕緣有不利影響。因此當(dāng)U一定時，W與C是成正比關(guān)系，電容量越大，沖擊能量也越大，故障點起弧時間越長，放電越徹底，越容易得到測試波形，對于低壓電纜尤為突出。國外儀器主要實現(xiàn)了自動延弧裝置或加寬沖擊脈沖延長起弧時間功能，且觸發(fā)脈沖配合較好。因此進行設(shè)備配置選擇時最好選擇較大的電容，以適應(yīng)不同電纜故障測試的需要，當(dāng)然，增大電容將會增大設(shè)備的重量及體積，使儀器顯得笨重，且還要改變儀器匹配。（2）采樣頻率與儀器精度有關(guān)如Baur的IRG300的采樣頻率為200MHz，以波速度V=160m/us為例，波形每采樣點代表距離即該儀器精度為0.4m。而一些國產(chǎn)儀器的采樣頻率為20MHZ，\o"點擊圖片看全圖"4m,則精度為4m，誤差可想而知，為減少測試誤差，應(yīng)可