特高频检测法在电缆故障精确定位中的应用

岳文超　张伟

摘 要：简要介绍了电缆故障的定位和特高频检测法（简称UHF）的工作原理，结合当前电力工作的实际需要，研究了如何将冲击放电法与特高频放电检测法结合起来，从而精确定位电缆故障，并通过实例证明此方法是有效、可行的。

关键词：特高频检测法；电缆故障；冲击放电法；电容器

中图分类号：TM755 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.079

随着城市化进程的加快，人们对城市规划提出了更高的要求，在高压输电线路中，多使用电缆线代替了架空线路。在铺设电缆时，一般选用深埋的方法，但是，在遇到故障时，采用这种方法不易查找故障点，很难及时恢复送电，检查费时费力，会在一定程度上影响地区经济和企业效益。将冲击放电法与特高频检测法结合起来，不仅可以克服环境对其的干扰，也能在一定程度上解决电缆埋设过深等传统试验无法解决的问题，从而快速找到故障点。这种方法的基本原理简单，抗干扰能力强，可以直观地判断故障点。因此，有必要研究特高频技术在电缆故障定位中的应用。

1 检测法介绍

1.1 冲击放电法的工作原理

冲击放电法是利用高压直流电不断地向电容器充电，当电容器两端的电压达到球隙的击穿电压时，电容器中储存的电荷经过球隙向故障点释放，使故障点发生放电现象，进而方便工作人员有效定位故障点。其中，交流控制箱和变压器的容量为1.5 kVA，整流元件的额定反峰电压为100 kV，可通过串联限流电阻调整整流电流，一般为200 mA，球隙直径为10～20 mm，电容器容量为2～10 uF。冲击放电法的工作原理如图1所示。

1.2 特高频检测法的原理及其优点

在绝缘介质中，其绝缘强度和击穿场强都很高。当在小范围内放电时，击穿的过程很快，会产生很陡的脉冲电流，其上升时间小于1 ns，会激发频率达数吉赫的电磁波。这时，可采集此信号，通过其强弱判断故障点。其中，特高频传感器可以感应300 M～1.5 GHz的特高频电磁信号；信号放大器可以对来自前端的放电信号作放大处理；检测仪器主机可以处理传感器采集到的特高频电磁信号；笔记本电脑用来运行分析软件，处理采集的样本，从而方便工作人员识别放电类型，判断放电强度。特高频检测法的工作原理如图2所示。

图1 冲击放电法的原理图 图2 特高频检测法的原理

特高频检测法的优点是：①抗干扰性好。通常情况下，现场存在的干扰频率范围在 300 MHz以下，并且在外界传播时的衰减速度很快。特高频传感器能接收UHF 频段的信号，规避了电网中主要电磁干扰的频率，具有良好的抗电磁干扰能力。②检测效率高。UHF传感器检测放电的范围较广，可以采取先粗检后细检的方式。③便携性好。随着科技的进步，仪器的集成度越来越高，现在已经出现了手持式特高频检测仪。

2 电缆故障精确定位实例分析

2.1 电缆故障定位流程

电缆故障定位流程是：在发现故障后，对电缆进行冲击放电试验，随后现场工作人员使用手持式仪器寻线定位，先进行粗检，即检测电缆全线，记录数据较大的位置，随后进行细检，开挖电缆，确定故障点。信号检测流程如图3所示。电缆故障种类繁多，一般可分为3类，即短路故障、断线不接地故障和闪络故障。一般情况下，闪络故障和断线不接地故障属于高阻故障，放电能量较弱，检测时需要使用信号放大器和其他抗干扰手段。

2.2 电缆故障定位实例

某一110 kV电缆从A变电站到B变电站，其型号为YJLW03-Z 630 64/110，全长3.5 km，在发生短路接地故障后，应用本文介绍的方法执行检测操作，共发现了3处信号异常，异常信号如图4所示。其中，有2处异常信号附近存在施工的迹象，开挖后，对电缆进行冲击放电试验发现，一处有明显的放电声，并且存在较高的特高频信号，由此确定了故障点位置。经过详细的检查发现，这次故障是因为道路工程开挖误将电缆管道挖破，没有及时将相关情况反馈给供电部门就回填土造成的。

图3 信号检测流程 图4 异常信号

3 结论

本文介绍了传统冲击放电法与特高频检测法联合寻找电缆故障点的原理和工作流程，通过实例分析，证明了该方法的可行性，从而为电缆故障点的检测提供了一种新方法。由于篇幅有限，没有一一介绍各种电缆故障定位实例。与此同时，建议相关工作人员在工作中，要针对不同工况使用不同的方法作判断，例如高压闪络法、电桥平衡法和脉冲法等。

参考文献

[1]张晓慧.国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材：电气试验[M].北京：中国电力出版社，2010.

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作者简介：岳文超（1988—），毕业于南京工程学院（本科），主要从事高压试验方面的工作。张伟（1990—），毕业于南京工程学院（本科），主要从事用电检查方面的工作。

〔编辑：白洁〕