中压配电网电力电缆的故障定位方法

中压配电网电力电缆的故障定位方法

高健铭

广东电网有限责任公司湛江遂溪供电局  广东  湛江 524300

摘要：中压配电网电力电缆故障定位是保障电网安全稳定运行的重要环节。随着电力系统的发展，电力电缆的使用越来越广泛，但由于各种原因，电缆故障时有发生。因此，及时准确地进行电缆故障定位对于提高电网的可靠性和稳定性具有重要意义。

关键词：中压配电网；电力电缆；故障定位方法

引言

中压配电网是电力系统中重要的组成部分，其中电力电缆是实现电能传输的重要设备。然而，在运行过程中，电力电缆可能出现故障，导致电网运行不稳定甚至发生事故。因此，准确快速地定位电力电缆故障对于保障电网安全稳定运行至关重要。

1电力电缆故障类型

1.1外部损坏

外部损坏是电力电缆故障中常见的一种类型。在电缆敷设过程中，如果没有正确采取各种防护措施，例如：未正确使用保护管道或护套，未遵循合适的施工规范与标准操作流程等，都会增加电缆受损的风险。非专业人员或不熟悉电缆敷设和维护的人员，可能会误操作导致电缆受损。例如：错误的悬挂物体、使用有尖锐边缘的工具损伤电缆表面等。此外，自然灾害如地震、洪水、雷击等也可能对电缆产生外部损坏。例如，地震发生时地壳的震动可能导致地下电缆遭受挤压或撞击，洪水可能会冲刷电缆外部护套等。严重的外部损坏可能导致电缆的绝缘层受损，使电力电缆暴露在恶劣环境中，从而增加了漏电、短路和火灾的风险。

1.2绝缘破损

随着电力电缆的使用时间增加，绝缘材料中的聚合物分子链会逐渐断裂，降低了绝缘层的强度和耐用性。老化可能是由于温度、氧气、紫外线、湿度等多种因素的综合影响。长期老化使得绝缘层变脆，容易发生破损。电缆往往安装在恶劣的环境中，如高温、大气湿度、化学污染物等。这些因素可能导致绝缘材料失去原有的性能，变得脆弱易碎，从而造成绝缘破损。电缆在运行过程中会承受电场的作用，尤其是在高电压和大电流负载下。电应力可能导致绝缘材料的局部放电，使绝缘层受损，并最终引发绝缘破损。当电缆的绝缘层发生破损时，电流可能会通过破损部位流向周围环境，导致漏电和短路问题。严重的绝缘破损甚至可能引发火灾或危及人身安全。

1.3接头损坏

如果电缆接头的制造过程存在缺陷或是在安装时未严格按照规范进行操作，可能会导致接头的质量不达标，影响了其可靠性和持久性。例如，焊接不牢固、绝缘材料未正确固定或密封等。振动是接头受损的常见原因之一，特别是在电缆所处的环境需要面对振动或冲击的情况下。这些振动和冲击可能来自设备运行、交通振动或人工操作等。长时间的反复振动可能导致接头内部连接松动或连接腐蚀，从而使接头失效。接头在高温环境下运行可能会产生剧烈的热胀冷缩，进而导致材料膨胀和收缩，增加接触阻抗，影响电流的正常传输。高温还可能引起绝缘材料老化或熔化，导致接头绝缘性能下降。一旦发生接头损坏，可能会导致电流异常、接触不良、放电甚至局部过热等问题。

2传统故障定位方法

2.1变比法

变比法是一种常用的电缆故障定位方法。它是通过测量电缆的两端电压和电流，以及对电缆进行变比实验，来确定故障点的位置。其基本原理是：当电缆出现故障时，电流会发生变化，导致电压降低，从而引起变比的改变。通过对变比的测量，可以计算出故障点的位置。变比法的优点是简单、易操作，不需要专业的测试设备，适用于小型电力系统。但缺点是需要关闭电力系统，对电力系统的影响较大；且只能用于确定单一的故障点，对于多重故障的电缆，无法准确定位。

2.2反射法

反射法是一种常用的电缆故障定位方法，它利用电磁波在电缆中的反射特性来确定故障点的位置。在故障点附近的电缆上施加一个高频脉冲信号，然后测量信号的反射时间和振幅。通过对反射信号的分析，可以确定故障点的位置。反射法的优点之一是定位精度高，可以精确到几米的范围内。这使得它成为一种非常有效的故障定位方法。此外，反射法不需要关闭电力系统，对电力系统的影响较小，因此可以在电力系统运行期间进行故障定位。然而，反射法也存在一些缺点。它需要专业的测试设备，包括高频脉冲发生器和反射仪等。这增加了故障定位的成本。而且对于较长的电缆，反射信号会受到衰减，从而影响定位精度。因此，在长距离电缆的故障定位中，需要采取一些补偿措施，如使用增益补偿技术。

2.3直接测量法

直接测量法是一种通过测量电缆故障点附近的电场或磁场强度来确定故障点位置的方法。在故障点附近的电缆上放置电场或磁场传感器，并测量传感器的输出信号。通过对信号的分析，可以确定故障点的位置。直接测量法的一个主要优点是不需要对电力系统进行干扰，对电力系统的影响很小。这使得它适用于对电力系统运行稳定性要求较高的情况。然而，直接测量法也存在一些缺点。它需要专业的测试设备，如电场或磁场传感器等，增加了故障定位的成本。对于较长的电缆，信号传输会受到衰减，从而影响定位精度。因此，在使用直接测量法进行故障定位时，需要考虑信号衰减的影响，并采取相应的补偿措施。

3现代故障定位技术

3.1高频局部放电法

高频局部放电法是一种非侵入性的电缆故障定位技术，它通过检测电缆故障处的高频信号来确定故障位置。当电缆的绝缘破损或接头故障发生时，由于电击放电现象的发生，会产生高频信号。这些高频信号可以通过安装在电缆上的感应器和高频检测设备进行监测和分析。通过测量和比较不同位置的高频信号特征，可以定位故障点的准确位置。高频局部放电法具有定位准确、响应迅速的优点。它对于各种类型的电力电缆，特别是高压电缆和长距离电缆线路的故障定位非常有效。

3.2电缆故障预警系统

电缆故障预警系统是一种实时监测电缆状态的技术。通过在电缆中安装温度传感器、湿度传感器以及其他相关设备，系统可以实时监测电缆的温度、湿度变化等参数。这些监测数据与预设的阈值进行比较，一旦电缆出现异常情况，比如温度升高、湿度增加等，系统就会发出警报，并提供可能发生故障的位置信息。电缆故障预警系统的优势在于能够提前发现潜在的故障问题，并采取适当的维修措施，从而避免电缆故障导致的事故发生。它能够降低电网维护成本，提高电缆线路的可靠性和安全性。

3.3双终端故障定位法

双终端故障定位法是一种基于电缆信号传输特性来确定故障位置的方法。该方法在电缆的两个终端处安装发射器和接收器，并通过注入高频信号来激发故障位置的信号响应。通过对信号的传输特性进行分析和比较，可以计算出故障的距离和大致位置。通过和背景噪声的对比，可以进一步精确定位故障位置。双终端故障定位法具有定位准确、操作简单的特点，适用于各种类型的电缆故障定位。它可以帮助维修人员快速定位故障，并采取相应的修复措施，从而提高电缆网络的可靠性和安全性。

结束语

电力电缆故障的准确定位是确保中压配电网安全运行的重要措施。传统故障定位方法在一定程度上可以满足需求，但现代故障定位技术的应用将进一步提高定位准确度和效率。希望随着技术的不断发展，中压配电网电力电缆故障定位方法能够不断创新和完善，为电力系统的安全稳定运行提供更有效的保障。

参考文献

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