带电电缆识别仪在低压电缆台区普查工作中的应用研究

顾 金，钱 忠，杨维荣

(国网上海市电力公司嘉定供电公司,上海 201800)

低压台区线损精细化管理是一项供电企业长期努力钻研但却难以攻克的难题，主要因为低压台区数量众多，线损原因复杂，排查困难。低压台区线损主要分为技术线损和管理线损，对于网架结构已经相对比较固定和成熟的城市地区，技术线损方面降低线损幅度有限，侧重点在改善管理线损方面[1]。文献资料[1-3]研究表明，造成低压台区管理线损的因素主要有：① 台区内用户与变压器对应关系不正确；② 系统变压器变比、电流互感器倍率错误；③ 计量装置存在误差或故障等，其中因素①产生的原因为生产管理信息系统(PMS)中低压线路与用户供电点数据资料挂接错误，营销系统未及时更新“变与户”变动信息。文献[4]提出一种基于台区识别技术的配电变压器与表计对应关系治理方法，仅可以解决用户表计台区隶属问题，无法对低压线路资料正确与否进行梳理。低压架空线路清晰可见，较容易排摸清楚；低压电缆线路埋设于地下，走向较为隐蔽，一旦变动割接未及时更新，原始资料(包括开发商自建电缆线路资料)不全或电缆首末端无标识或标识错误，将难以排查。

带电电缆识别仪是一种基于脉冲电流和电磁耦合技术的电缆鉴别仪器，具有无需停电、测试方便且准确等特点。本文探索研究利用带电电缆识别仪在低压电缆台区普查工作中进行应用，研判低压电缆与用户供电点关联的正确性与否，从而修正相关图形台账资料及台区关联信息。

1 带电电缆识别仪的工作原理

带电电缆识别仪由信号发射机和信号接收机两部分组成，信号发射机在低压电缆末端(特指受电端，本文以下相同)某相使用线夹式接线端接入并发射周期性脉冲电流信号，脉冲电流信号流经电缆线芯、过渡连接设备、架空线等至变压器绕组低压侧，经零线及大地返回到发射机另一接线端，从而构成一个电流回路，如图1所示。信号发射机利用所接的低压电缆相对零线间电压提供电源，由于接入带电电路，为防止电路故障危及人员安全，采取就地保护接地。

图1 带电电缆识别仪工作原理图

假设发射机发射脉冲电流幅值为I，流经大地的返回脉冲电流幅值为I0，流经零线的返回脉冲电流幅值为I1。则整个电流回路可以表示为

I=I0+I1

(1)

根据式(1)，流经整根电缆的脉冲电流为I-I1，幅值相当于I0的幅值。供电系统低压电缆零线一般由金属铜构成，回路电阻很小，而经大地的回路存在两端的接地电阻以及土壤电阻，阻值远比低压电缆零线要大得多，这与文献[5]的分析类似。因此，返回脉冲电流主要流经低压电缆零线，流经大地的返回脉冲电流可以忽略不计，对外而言流经整根电缆脉冲电流近似为零。

同一台区内若有多条低压电缆两端零线共阻接地时，返回的脉冲电流除流经大地外，还将通过所有低压电缆的零线。假设有n根低压电缆两端零线共阻接地，则整个电路回路电流可以表示为

I=I0+I1+…+In

(2)

假设所有流经低压电缆零线的返回脉冲电流幅值相同，忽略流经大地的返回脉冲电流，则流经所检测的低压电缆整根电缆的脉冲电流为(1-1/n)I，共阻接地低压电缆越多，流经所检测低压电缆整根电缆的脉冲电流越大。然而，在实际供电系统中，低压供电用户最多为两路，绝大多数用户均为一路供电，因此流经整根电缆的脉冲电流较小。

信号接收机是在低压电缆首端(特指电源端，本文以下相同)利用感应线圈耦合接收通过的脉冲电流所产生的磁场信号，并转化为清晰的可见指示。同时，在感应线圈上明确指示方向为指向电源变压器的方向，增加极性判断的依据。通过信号接收机指示信号的频率与信号发射机频率相同，增加判断的准确性。根据分析，接收感应线圈应耦合套接在信号发射机所接的相同相别的电缆某相上，这样所接收的指示信号强度最大，如果感应线圈套接所检测低压电缆整根电缆外皮上，将无信号或指示信号较微弱。

2 现场应用接线及安全注意事项

现场应用带电电缆识别仪时，正确的接线方式和方法才能保证检测结果的正确和保障检测人员的人身安全。现场接线时，应首先在低压电缆末端位置，按照接地保护线—零线—相线的先后顺序将信号发射机接线端连接到待检测低压电缆上，检测结束后拆除时顺序相反。在接线过程中，检测人员应戴绝缘手套，防止触电，同时要保证接线夹子夹在低压电缆有电部位的牢靠位置。当信号发射机接线接好发出断续的脉冲电流信号后，安排一人现场看护，再在低压电缆首端位置利用信号接收机进行检测。检测时，检测人员同样需戴绝缘手套，将感应线圈套接在与信号发射机所接相同相别的电缆一相上，此时信号接收机应接收到正确的指示信号，而将感应线圈套接在该低压电缆其他相别上或其他电缆某相上，将无指示信号，套接在零线上将出现相反的指示信号。在套接感应线圈时，感应线圈上的指示方向应指向电源侧方向。

3 现场应用存在的问题及解决措施

3.1 低压电缆末端无法接信号发射机

低压电缆末端所连接的为用户供电点或其他电力设备，通常为低压电缆终端接线盒(俗称熔丝箱)，用户配电柜或低压架空线。在现场可能会出现电缆终端接线盒的门锁已锈蚀无法打开，终端接线盒被用户装修后封闭，或低压架空线与低压电缆连接全绝缘等情况，此时线夹式接线端信号发射机将无法接入低压电缆末端。

解决此类问题，将信号发射机的接线端口进行改装，制作成可调换的接口，接口出线制作成线夹式接线端与插头式接线端(与家庭电器一样的插头)两种。在遇到低压电缆末端无法接信号发射机线夹式接线端的情况时，可将信号发射机的接线端调换成插头式，根据后续表计的连接情况将信号发射机插入用户三孔插座上。需要注意的是，信号发射机使用插头式接线端时，由于无法知晓用户所接入用电的相别，在低压电缆首端进行检测时，应逐个相别进行检测，只有一相指示正确，其他相均无指示，则表明检测结果正确，同时也就间接知道了用户接入用电的具体相别。

3.2 无法确认低压电缆另一端位置

低压电缆历史路径走向资料不全，割接变更未及时更新以及两端铭牌缺失或模糊不清等情况将导致无法知晓所检测低压电缆的另一端位置，无法进行信号发射或接收检测工作。

解决此类问题，可利用电缆路径仪，在低压电缆的已知端耦合接入高频信号，并结合存有的工程建设资料，探测整个低压电缆的路径走向，从而找到低压电缆另一端的位置，进而进行信号发射和接收检测工作。由于电缆路径仪所耦合接入的信号无方向性，因此与该低压电缆所连接的其他低压电缆上均会有高频信号，可能会导致探测到的低压电缆另一端位置并不是实际需要探寻的位置，可以根据电缆识别仪的检测结果，判断所探测结果的正确性。此时，需逐个探测、检测，直至找到正确的低压电缆，如果存有的资料准确可大大节约测寻的时间。

3.3 低压电缆首端位置无法接入感应线圈

杆变台区的低压电缆是从装在变压器台架旁的低压零克箱上端引出，一般杆变台架离地距离要求大于2.5 m，所以低压电缆各相分叉处离地距离达到3 m以上，低压跨越电缆首端位置还要更高，检测人员无法将信号接收机的感应线圈套接入低压电缆的相线上。因此，在检测有登杆的低压电缆时，应配备登杆工具，如脚扣皮带，竹梯等。特殊情况还有地埋美式箱变台区，低压电缆是从地下引出，需打开盖板，抽水并排风，遇到此种情况时，应调集外部力量协助，并配备下井木梯、水泵、排风扇、有毒气体检测仪、绝缘靴等。

4 现场典型应用

2017年4月，国网上海市电力公司嘉定供电公司普查工作人员，在嘉定镇老城区内普查过程中发现10 kV塔12城中线4-5号杆05078总工会杆变台区主副杆双零克箱各出两根YJV-0.6/1-4×70 mm2低压电缆，现场仅有两根电缆有铭牌标识，而PMS系统中仅画有最新工程新敷设的一根低压电缆，查询有关该杆变的历史工程建设资料，可查询到两条低压电缆的工程信息(包括PMS中有的这根低压电缆)，还有两根低压电缆无任何相关资料，因此无法判断该四根低压电缆的关联属性。

电缆运检人员携带着带电电缆识别仪、电缆路径仪、竹梯及绝缘手套等仪器和工具前往现场。首先，利用带电电缆识别仪确认了最新工程新敷设的这根低压电缆关联的正确性。然后，根据历史工程建设图纸资料，找寻另外一根低压电缆的用户侧，然而现场用户供电点表计均无，则利用电缆路径仪对该低压电缆进行路径探测，最终找到该低压电缆的末端位置，经带电电缆识别仪检测确认该低压电缆就是所要找寻的低压电缆，分析原因为该低压电缆曾进行过工程割接冲长，用户供电点已变更，然而工程资料未更新。还有两根低压电缆分别从两零克箱出线，无法确认用户供电点位置，则再利用电缆路径仪探测电缆路径，测寻到该两根低压电缆末端均位于一幢二层楼的墙壁上方，平行相隔5 m沿墙壁敷设至二楼，离地距离较高且全绝缘封闭，此时则至用户侧将信号发射机接线接口调换成插座式接线端，接入用户插座，再至杆变侧检测区分出该两根低压电缆的对应关系。检测完毕后，现场补充安装了电缆铭牌标识，并在PMS系统中进行了相关图形及台账的补录工作。检测前与检测后PMS系统中的结果示意图如图2所示。

图2 05078总工会杆变台区检测前后PMS系统结果示意图

5 结语

带电电缆识别仪为低压电缆台区普查工作提供了一种便捷、准确且无需停电的新式判断方法。在现场实际应用中需根据实际情况配备辅助仪器或工具，并确保接线方式的正确。以一台区为例，展示了带电电缆识别仪在辨别低压电缆台区关联属性的主要应用过程，为带电电缆识别仪在低压电缆台区普查工作中的应用提供参考。

参考文献：

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