10kV电缆故障查找中振荡波电压法的应用分析

吴卓豪

摘 要：通过介绍了震荡波电压技术的原理，并结合该方法的实践应用，对10kV电缆故障查找中应用振荡波电压技术的深入探讨，以提升振荡波电压技术在10kV电缆故障查找中的应用水平和效果，推动电力电缆行业更好更快的发展。

关键词：10kV电缆；故障查找；振荡波电压法；应用分析

前言

目前我国的城市化建设仍在快速的进行中，为了达到电力网络的安全和美观效果，很多城市中都在广泛的使用电力电缆。由于电缆主要埋藏在城市的地下管道中，由于长期运行下负荷的不断增长，加上检修的不便，即使电缆发生故障，也很难及时精确的查找以及处理。因此在电缆故障发生之后的短时间内，及时对电缆故障进行正确定位，是当前电缆故障查找定位技术的重点研究领域，关系到我国电力电缆的应用效果以及长期发展。

1 电缆故障定位查找技术概述

根据国内外的技术研究情况来看，线式和离线式技术方法是当前电力电缆故障检测的常用方法，在实践中被广泛应用。随着电力电缆的规模化建设，电力电缆检测中的故障测距技术有了一定的进步和发展。虽然国内外在电缆故障测距中会使用不一样的方法，不过阻抗法和行波法一般都是电缆检测人员所必须掌握的技术方法。其中阻抗法的基础就是电缆线路数据形成的慢性。具体而言，阻抗法的原理就是利用电缆线路多端或者单端的电流、电压测量数值，在线路参数模型的基础上进行特殊故障方程的推导以及准确定位。相对于行波法，阻抗法的优点就是高效快捷，操作难度低，但是由于电缆过渡电阻的影响，故障定位的精确度没有行波法高。另一方面，行波法对于电缆故障的定位是通过测量测量端和故障位置的来回传输时间来判断的。行波法的理论基础并不复杂，和阻抗法相比受到线路不对称和故障具体情形的影响比较小，因此在电缆故障检查中有着广泛的使用基础。

2 振荡波电压法的原理分析

在冲击高压闪络技术中，电缆检测人员主要使用振荡波电压法来进行电缆故障的查找定位。振荡波电压法的原理就是根据电感线圈串联会发生和谐振动和电缆等值电容的基本理论，促使电缆缺陷部位在和谐振动过程中出现局部放电的反应。电缆故障点在被穿透以前，直流电源就是储能电容，当电流波反射系数是1的时候就表明高频行波信号导致了直流电源发生短路情况。相反的在电缆远端开通线路的话，电流波发射系数就相应的变为-1，并且这个时候高频信号也会全部向方向射入。如果电缆上的高压信号增幅数值开始高于故障部位临界击穿电压的数值时，那么电压波经过故障位置一段时间以后，故障碘就会发生电离以及击穿放电的反应。因此我们可以看出振荡波电压方法也是行波法在电缆故障查找定位中的主要运用，原理也是在故障定位建立在局部放电信号的基础上。

3 振荡波电压法在10kV电缆故障查找中的运用

通过以上对振荡波电压法的原理分析，我们结合广东电网江门新会供电局电缆检测实践，并在精密设备试验的基础上，对当前振荡波电压法在10kV电缆故障定位与缺陷查找中的使用进行分别论述。

3.1 振荡波电压法在故障定位中的运用

我们以该供电局一段10kV电缆为例进行分析研究，经检测电缆为YJV33型号，电缆上的电压分别为9kV和15kV。电缆是3芯的，每芯截面的面积是240mm2，相应的长度为850m，电缆已经运行为15年左右。在正式的试验之前，我们首先使用信号发射装置对检测系统开始了校准工作。根据图1所示情况，检测系统在反射波和入射波接收过程中会导致信号衰减变大。

在试验研究中，我们使用局部放电测量系统，并将施加的电压调整为零。根据局部放电测试的情况，详细记录每一次的波形情况，在试验过程中，振动频率大约保持在395Hz左右。在10kV电缆试验结束后，对电缆绝缘电阻再一次测量，显示合格之后再开始采集数据的分析工作。结合不同的电压施加情况下，电缆的三个相的数据可以推算出介质损耗，并依据以上试验得出了电压变化不会引起介质损耗的变化的结论。试验电缆局部放电信号的典型情况如图2所示。根据以上试验，该10kV电缆在距离测试端大约720m的地方发生集中性放电，相关工作人员在对电缆故障处理的时候在718m的位置找到绝缘损坏处，并及时进行了检修处理，试验体现了振荡波电压技术方法造10kV电缆故障查找中的重要作用，对于故障位置的可以非常精确的定位。

3.2 振荡波电压法在缺陷定位查找中的运用

选择该供电局一段10kV电缆进行研究试验，该段电缆的型号被检测为YJN32，电力电缆上的工作电压分别为16kV和9kV。该电缆同样为3芯，每一芯截面的面积是250mm2，相应的长度是870m。这条电缆运行了14年左右，在相关人员对其进行了干扰波和进行波测试，显示数据符合本次试验的标准，可以进行后续的有关的试验。因此接下来试验人员按照一定的顺序对该电缆进行电压施加试验，并同样对每一次的波形进行记录和比较，在试验中，技术人员将振荡频率维持在350Hz左右。在结束试验时，再一次对电缆绝缘进行检测，显示合格以后开始分析收集到的数据。在对数据整理分析的基础上，我们发现在施加不一样的电压下，介质损耗依然不会由于电压的变化而变化。经过试验分析以及综合推算，在该10kV电缆中距离测试端大约677m、450m的地方发生了集中性的部分放电。相关电缆检测人员在具体检查中发现，在该电缆上诉两处位置确实存在电缆绝缘的情况，我们根据该试验对该供电局10kV电缆入网前进行振荡波电压法的检测，不仅准确的找到的缺陷位置并进行了修复处理，而且使用快捷方便，没有较大的操作难度，有效避免了电缆中存在的安全隐患带来的风险。

4 结束语

通过在10kV电缆故障查找中应用振荡波电压法，相关电力人員发现振荡波电压法可以准确及时完成故障实际测距和缺陷查找任务。在10kV电缆使用该技术方法，不仅快捷方便，而且定位故障的精确度较高。相关电力电缆检测人员在故障检查工作中，要注意电缆检测是不是在离线情况下开展的，减少外界情况对于振荡波电压的精确度的影响，努力提高10kV电缆故障检查工作的效果和效率。根据以上对10kV电缆故障查找中振荡波电压法的应用效果的分析探讨，我们认为在10kV电缆故障查找中推广应用振荡波电压技术是大势所趋，满足10kV电缆故障查找的实践需要，也符合当前电缆检测技术的发展方向。因此广大电缆检测工作人员应当努力学习先进电力科学技术，扎根10kV电缆故障检查的实践中去，因地制宜地推广应用振荡波电压技术方法，促进10kV电缆故障检查技术的不断提高，推动整个城市电缆平稳安全的运行。

参考文献

[1]鹿洪刚，覃剑，陈祥训，等.电力电缆故障测距综述[J].电网技术，2012，20.

[2]徐丙垠，李胜祥，陈宗军.电力电缆故障探测技术[M].北京：机械工业出版社，2009.