【摘 要】供配電系統(tǒng)的電纜敷設(shè)方式已經(jīng)由90年代的架空線敷設(shè)逐漸變?yōu)楫?dāng)今的電纜敷設(shè)。電纜敷設(shè)具有占地面積小、美觀、可靠性高、維護(hù)費(fèi)用小的特點(diǎn)。但是缺點(diǎn)也隨之而來(lái)，其中一方面就是電纜線路故障測(cè)尋和修復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)。電力電纜故障探測(cè)是困擾供配電部門正常供電的主要問(wèn)題之一。其主要問(wèn)題在于地埋電纜深埋地下，看不見(jiàn)，摸不著，使得故障點(diǎn)的尋找更加困難。文章對(duì)天津港供電系統(tǒng)電纜故障進(jìn)行了測(cè)尋分析。

　　【關(guān)鍵詞】天津港 供電系統(tǒng) 電纜故障 測(cè)尋

　　1 電纜故障類型

　　1.1電纜故障原因

　　（1）外力破壞
　　電纜出現(xiàn)外力破壞的原因主要是機(jī)械施工如挖掘機(jī)等直接損壞電纜，從而造成故障發(fā)生短路跳閘或傷及絕緣而留下事故的隱患。由于天津港正處于蓬勃發(fā)展的階段，港區(qū)內(nèi)部施工現(xiàn)場(chǎng)比比皆是，這就表明了整個(gè)港區(qū)電纜故障隱患是非常高的，很容易發(fā)生外力破壞類型的電纜故障。在實(shí)際運(yùn)行中顯示，外力破壞型電纜故障占整個(gè)電纜故障中的一半以上。

　　（2）電纜的施工質(zhì)量。電纜施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題主要分為兩個(gè)方面：一方面是外部環(huán)境因素；另一方面是制作技術(shù)水平。外部環(huán)境因素主要包括電纜埋設(shè)過(guò)淺，導(dǎo)致電纜外露沒(méi)有保護(hù)；彎曲半徑過(guò)小；電纜溝內(nèi)雜物積水過(guò)多；電纜敷設(shè)過(guò)程中外皮劃損留下的隱患等。制作技術(shù)水平主要包括電纜頭附件安裝不符合工藝要求；電纜頭熱縮材料烘烤不勻或烘烤過(guò)度，造成絕緣材料熱縮不緊密或熱熔過(guò)度，從而降低本身絕緣程度；或冷縮制作時(shí)沒(méi)有按照技術(shù)作業(yè)書指示制作，沒(méi)有達(dá)到規(guī)定制作工藝。

　　（3）電纜運(yùn)行問(wèn)題。用戶的過(guò)負(fù)荷用電會(huì)造成電纜絕緣枯干、脆化，使電纜絕緣強(qiáng)度降低、表面溫度過(guò)高，會(huì)造成電纜故障，嚴(yán)重情況下可能引起火災(zāi)。

　　（4）電纜本身質(zhì)量。

　　（5）電纜老化。

　　1.2電纜故障類型
　　電纜故障的主要類型主要分為低電阻故障、高電阻故障、三相短路故障、斷線故障和閃絡(luò)性故障這幾種類型。通常在故障測(cè)尋前500V~2500V搖表進(jìn)行確定。

　　2 電纜故障測(cè)尋方法

　　2.1電橋法
　　在電纜線路測(cè)試端，將良好相和故障相導(dǎo)體分別作為電橋的兩個(gè)橋臂接在測(cè)試儀器上，將另一端兩相導(dǎo)體跨接以構(gòu)成回路。調(diào)節(jié)電橋，當(dāng)電橋平衡時(shí)，對(duì)應(yīng)橋臂電阻乘積相等，而作為電橋兩個(gè)橋臂的電纜導(dǎo)體的電阻值與其長(zhǎng)度成正比，于是可把電纜導(dǎo)體電阻之比轉(zhuǎn)換為電纜長(zhǎng)度之比，根據(jù)電橋上可調(diào)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻數(shù)值，即可計(jì)算出電纜故障點(diǎn)初測(cè)距離。主要用于電阻值在100kΩ以下的單相、兩相、三相以及相間短路（接地）故障。一般不宜用于測(cè)試高阻和閃絡(luò)故障。由于電橋法主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電壓表和電阻比人工計(jì)算電纜故障距離，其準(zhǔn)確度不高，不在港區(qū)范圍內(nèi)使用。

　　2.2脈沖法
　　脈沖法是應(yīng)用脈沖波技術(shù)進(jìn)行電纜故障測(cè)距的方法。其中又分為低壓脈沖反射法、直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法、沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法三種。

　　低壓脈沖法工作原理為，在測(cè)試端注入一低壓脈沖波，脈沖波沿電纜傳播到故障點(diǎn)產(chǎn)生反射再回送到測(cè)試儀器，一起記錄了發(fā)射波脈沖波與反射脈沖波的時(shí)間間隔Δt，已知脈沖波在電纜中傳播速度V，即可計(jì)算出故障點(diǎn)距離。

　　直閃法工作原理為，在測(cè)試端對(duì)電纜線路故障相施加直流電壓，當(dāng)電壓升到一定值時(shí)，故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電，利用閃絡(luò)放電產(chǎn)生的脈沖波及其反射波在一起上的記錄的時(shí)間間隔Δt，從而、計(jì)算出故障點(diǎn)距離。

　　在實(shí)際工作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，天津港區(qū)的電纜故障總體來(lái)說(shuō)主要為高電阻故障和低電阻故障。脈沖法中的低壓脈沖法和沖閃法在解決低阻、高阻電纜故障中，精確度高，不受人工因素的影響，所以成為港區(qū)電纜故障測(cè)尋的主要應(yīng)用方法。

      3 XF25-1563V.4電纜故障儀的應(yīng)用

　　3.1脈沖反射
　　脈沖反射儀發(fā)出的低壓脈沖沿著電纜傳輸。當(dāng)脈沖信號(hào)到達(dá)電纜阻抗發(fā)生變化的位置時(shí)，就會(huì)對(duì)這種阻抗發(fā)生變化反射。通過(guò)觀察顯示儀上的這些反射，就可以確定到反射點(diǎn)的距離。電纜脈沖反射儀主要由脈沖發(fā)生器和陰極示波器組成。這種示波器通常要求提供特殊的電路，以確定距離，并針對(duì)不同的距離范圍改變脈沖寬度。

　　脈沖產(chǎn)生后，被施加在有均勻分布電容的電纜上。當(dāng)阻抗發(fā)生變化時(shí)脈沖反射就發(fā)生了。上升的反射信號(hào)代表高阻抗變化，例如電纜末端，或電纜屏蔽消失的地方。下降的反射信號(hào)代表低阻抗變化，例如電線故障。當(dāng)反射處的阻抗高于電纜特征阻抗時(shí)，信號(hào)是上升的。當(dāng)反射處的阻抗低于電纜特征阻抗時(shí)，信號(hào)是下降的。

　　3.2弧反射
　　由于脈沖反射儀發(fā)出的低脈沖信號(hào)在高阻故障點(diǎn)不發(fā)生反射，而直接到達(dá)電纜末端形成開(kāi)路反射，因而在抵壓情況下只能測(cè)一個(gè)“完好”電纜的軌跡波形。因此對(duì)于高阻故障，利用弧反射方式通過(guò)高壓沖擊器，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行沖擊放電，使故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，形成瞬間的短路狀態(tài)（小于50歐姆）。此時(shí)，脈沖反射儀通過(guò)耦合器與故障電纜連接，并在產(chǎn)生電弧的時(shí)候，觸發(fā)裝置觸發(fā)脈沖信號(hào)，在電弧點(diǎn)（瞬時(shí)短路點(diǎn)）形成短路反射，并將故障波形以下降的信號(hào)顯示在脈沖反射儀上。在弧反射法下測(cè)得的短路反射波形與在低壓脈沖法下測(cè)得的開(kāi)路反射波形將自動(dòng)同時(shí)顯示在脈沖反射儀上，兩條軌跡波形在故障點(diǎn)會(huì)有明顯的分離，分離點(diǎn)即為故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的距離也自動(dòng)顯示在脈沖反射儀上。

　　故障舉例：
　　2008年5月21日，我公司所屬北疆2#KB站一環(huán)網(wǎng)柜發(fā)YJV22-8.7/10kV-3*120高壓電纜故障。通過(guò)絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量發(fā)現(xiàn)電纜A相有接地短路現(xiàn)象。隨后用XF25-1563V.4電纜故障儀查找，我們發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)位置和電纜路由圖上一中間接頭點(diǎn)距離相符。經(jīng)過(guò)后來(lái)的高壓沖擊，在測(cè)尋故障點(diǎn)附近聽(tīng)到放電聲音，這就更加確定了故障點(diǎn)的所在位置。最終，在打開(kāi)測(cè)尋故障點(diǎn)電纜溝向東約一米處發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。及時(shí)恢復(fù)了送電。

　　4 遇到的問(wèn)題及解決方法

　　在XF25-1563V.4電纜故障儀使用后，我們查找電纜故障的效率比以前有很大的提高。但是隨著使用時(shí)間的增加，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。XF25-1563V.4電纜故障儀在測(cè)尋高壓電纜故障時(shí)，準(zhǔn)確度很高，可以達(dá)到90%左右，但是在測(cè)尋低壓電纜方面還有所欠缺。低壓電纜由于絕緣性能和屏蔽性能較高壓電纜相差甚大，所以在使用故障儀測(cè)尋時(shí)經(jīng)常會(huì)受到干擾，導(dǎo)致測(cè)量故障點(diǎn)不明顯，距離誤差大。如使用弧反射沖擊，由于沖擊電壓最低電壓輸出等級(jí)比低壓電纜絕緣強(qiáng)度高，因此有可能在沖擊時(shí)將低壓電纜絕緣擊穿，且影響電纜絕緣強(qiáng)度。2007年5月，南疆14變低壓饋線柜發(fā)生一低壓饋線單相對(duì)地故障，經(jīng)過(guò)儀器測(cè)尋發(fā)現(xiàn)電纜軌跡雜亂，無(wú)明顯逆轉(zhuǎn)周期，無(wú)法找到電纜故障點(diǎn)。最終使用最低沖擊電壓對(duì)故障電纜進(jìn)行弧反射沖擊幾次后，試驗(yàn)人員巡視發(fā)現(xiàn)低壓出線在鐵路旁的過(guò)路管接口處有輕微震動(dòng)現(xiàn)象，確定了電纜故障點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中，因?yàn)橹車h(huán)境不是很理想，外部噪音比較大，整個(gè)測(cè)尋過(guò)程比較長(zhǎng)，且電纜有外絕緣強(qiáng)度損傷的隱患。

　　通過(guò)這一類問(wèn)題的發(fā)生，我們發(fā)現(xiàn)在電纜故障測(cè)尋的過(guò)程中不能一味的使用技術(shù)設(shè)備，還要結(jié)合平時(shí)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)。在長(zhǎng)期的電纜故障點(diǎn)測(cè)尋中我們了解到，電纜故障發(fā)生點(diǎn)大多集中在，道路過(guò)路預(yù)埋管兩側(cè)、電纜中間頭位置，施工外力破壞這幾個(gè)方面。這就需要我們?cè)趯ふ译娎|故障之前，弄清楚電纜路由情況，中間頭位置和過(guò)路管位置，進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)測(cè)尋的原則，配合XF25-1563V.4電纜故障儀和S-DAD精定點(diǎn)儀進(jìn)行查找。同時(shí)還要求我們?cè)陔娎|頭制作技術(shù)水平、日常的供電運(yùn)行管理、以及對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)電纜路由的保護(hù)方面嚴(yán)格管理，避免不必要電纜故障的發(fā)生。此外，公司技術(shù)人員還要做好各個(gè)供配電設(shè)施的電纜路由走向圖的編制，和電纜中間頭位置的標(biāo)記，為日后查找電纜故障提前打好基礎(chǔ)。在以后的電纜故障測(cè)尋時(shí)，我們應(yīng)用這種方法，查找效率得到了很好的改善，為用戶提供了方便，能夠及時(shí)恢復(fù)送電。