電纜故障探測(cè)新技術(shù)應(yīng)用方面的四項(xiàng)新成果以及總結(jié)歸納出預(yù)防措施，實(shí)際結(jié)果表明本文介紹電纜故障探測(cè)和預(yù)防措施的加強(qiáng)了電纜運(yùn)行維護(hù)水平，為確保供電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。
目前我國(guó)中壓電纜的年投運(yùn)量約為10萬(wàn)千米），但電纜線路也存在著故障點(diǎn)隱蔽，性質(zhì)復(fù)雜和探測(cè)難度大、時(shí)限長(zhǎng)等不利因素[1]。如何提高電力電纜運(yùn)行維護(hù)從而加強(qiáng)電纜的健康水平，已經(jīng)成為維護(hù)電力斷纜運(yùn)行工作的重要任務(wù)。
近年來(lái)，隨著城市建設(shè)步伐的加快和電力電纜成本的下降，電力電纜由于輸電安全可靠、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們廣泛的應(yīng)用。但隨著電網(wǎng)的擴(kuò)容，引起電纜供電數(shù)目的增多、電纜運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，電纜發(fā)生的故障頻率也在相應(yīng)增多，電纜線路由于敷設(shè)方式不同存在隱蔽性，例如直埋敷設(shè)、沿電纜溝敷設(shè)一旦線路較長(zhǎng)，電纜出現(xiàn)故障查找起來(lái)就比較費(fèi)時(shí)費(fèi)工，將會(huì)給正常的生活和生產(chǎn)的供電帶來(lái)極大的影響，快速準(zhǔn)確的確定電纜故障，成為急需解決的課題。
1 電纜故障探測(cè)新技術(shù)應(yīng)用
1.1 三次脈沖技術(shù)
電纜故障按性質(zhì)主要可分為低阻、高阻、短路、斷路四種類(lèi)型，其中高阻故障具有發(fā)生頻次高、探測(cè)難度大的特點(diǎn)。過(guò)去采用的方法是首先對(duì)故障電纜長(zhǎng)時(shí)間施加高壓沖閃脈沖，使故障點(diǎn)完全碳化，從而轉(zhuǎn)化為低阻故障，再利用低壓脈沖進(jìn)行測(cè)距，確定故障點(diǎn)的范圍完成預(yù)定位。由此，可以看出，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、故障波形復(fù)雜不易分析、對(duì)電纜的二次損傷大是傳統(tǒng)方法自身無(wú)法克服的缺點(diǎn)。
采用三次脈沖技術(shù)卻能夠較為容易地破解電纜高阻故障難題。其原理是：高壓脈沖瞬時(shí)擊穿電纜故障產(chǎn)生燃弧，同時(shí)觸發(fā)高能中壓脈沖來(lái)穩(wěn)定和延長(zhǎng)燃弧至50ms左右，隨之發(fā)射低壓測(cè)距脈沖，從而得到準(zhǔn)確而易分辨的故障波形，完成預(yù)定位。有效地降低了因高壓沖閃脈沖長(zhǎng)時(shí)間作用于電纜造成的二次損傷。
截至到目前，已經(jīng)利用具有三次脈沖技術(shù)的Compact系統(tǒng)，成功地完成了76次故障探測(cè)任務(wù)，由原來(lái)的4個(gè)小時(shí)左右，大幅度地縮減至半個(gè)小時(shí)以里，測(cè)距精度高達(dá)98%以上 。
1.2 低絕緣缺陷電纜的修復(fù)技術(shù)
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，有一類(lèi)電力電纜普遍存在如下現(xiàn)象：（1）電纜的某一相或幾相，對(duì)地或相間的絕緣電阻，在一個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)由幾千兆、萬(wàn)兆以上，大幅下降至300MΩ以下；（2）部分電纜尚能通過(guò)預(yù)防性試驗(yàn)，但泄漏電流值明顯增大；（3）故障率顯著增高，且發(fā)展為故障的預(yù)期性沒(méi)有明顯規(guī)律。
依據(jù)上述分析我們知道，XLPE絕緣介質(zhì)的劣化取決于水分、雜質(zhì)、畸變電場(chǎng)協(xié)同作用，而上述三種因素分布的不均勻性決定了電纜局部水、電樹(shù)枝引發(fā)發(fā)展的不均勻性，正是該局部或該點(diǎn)的重度絕緣早期老化，才表現(xiàn)為整條電纜的低絕緣現(xiàn)象。那么找到這樣的點(diǎn)，實(shí)施外科手術(shù)式的截除和續(xù)接工藝相信可以修復(fù)大部分存在低絕緣缺陷的電力電纜。按照這個(gè)思路，2011年10月，我們對(duì)存在低絕緣缺陷的6千伏景園乙線電力電纜，進(jìn)行了試驗(yàn)性修復(fù)處理，取得了階段性成果。
1.3 電纜線路發(fā)生故障的分類(lèi)
電纜線路發(fā)生故障常見(jiàn)的是接地或短路，還有斷線故障、斷線并接地故障、閃絡(luò)性擊穿事故。
接地故障視電纜絕緣損壞的程度，可分為低阻接地和高阻接地，低者可造成直接接地，高者接地一般是由于受到外力破壞，可達(dá)幾十千歐或兆歐以上，這類(lèi)故障大多發(fā)生在電纜終端位置和中間頭位置處。
短路故障是由于電力電纜相間芯線絕緣破壞，造成電纜線路形成短路的故障。
斷線故障是因電纜的一芯或數(shù)芯導(dǎo)體斷開(kāi)，但各芯線絕緣良好而發(fā)生的故障，例如直埋敷設(shè)的電纜接頭下沉造成連接點(diǎn)拉開(kāi)。
斷線帶接地故障是一芯或數(shù)芯斷開(kāi)，并且經(jīng)芯線電阻接地造成的故障，這種故障與短線故障常常合并發(fā)生。
閃絡(luò)性故障是在預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的頻率多，由于大多數(shù)電纜運(yùn)行年限較長(zhǎng)，如果按較高電壓試驗(yàn)，容易發(fā)生電纜絕緣擊穿，然后數(shù)秒后試驗(yàn)又能保壓，這種情況多發(fā)生在電纜接頭或終端頭處。
1.4 帶電電纜的路徑檢測(cè)技術(shù)
采用帶電電纜的路徑探測(cè)技術(shù)是目前先進(jìn)的電纜路徑技術(shù)，它改寫(xiě)了停電電纜探測(cè)路徑的弊端，如停電手續(xù)繁瑣，給用戶連續(xù)用電帶來(lái)的不便等。從而解決了電纜線路路徑不清和標(biāo)識(shí)不明的問(wèn)題。
2011年以來(lái)，共完成帶電檢測(cè)電纜路徑224條，復(fù)檢驗(yàn)證準(zhǔn)確率達(dá)到99%以上，同時(shí)對(duì)如何識(shí)別和克服高頻信號(hào)在周邊電纜和鐵質(zhì)管線上產(chǎn)生的干擾，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
2 電力電纜故障預(yù)防措施
總結(jié)近幾年來(lái)的電纜故障搶修工作，在電力電纜的施工和維護(hù)過(guò)程中，存在的一些問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)給與重視，現(xiàn)作以梳理歸納，并提出預(yù)防和控制措施，僅供參考。
（1）電纜線路的基礎(chǔ)資料分散且不完整，給運(yùn)行、維護(hù)以及事故處理工作造成很大困難。建議籌建以局域網(wǎng)為平臺(tái)的覆蓋油田各用戶，并由各相關(guān)單位按職責(zé)分工，共同維護(hù)的“油田電力電纜基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)”，這應(yīng)是今后提高電纜維護(hù)管理水平的一個(gè)方向。
?。?）應(yīng)嚴(yán)格禁止無(wú)資質(zhì)人員，從事電纜附件的加工和安裝工作。
?。?）對(duì)電纜線路施工的全程監(jiān)督和質(zhì)量控制還不夠到位。建議一新建電纜線路封埋前應(yīng)對(duì)外護(hù)套壞損情況做全線目檢，而不能只依靠外護(hù)套絕緣試驗(yàn)來(lái)判斷真實(shí)的破損狀況。建議二電纜防護(hù)標(biāo)志樁，應(yīng)明確列入工程項(xiàng)目同步竣工。
?。?）堅(jiān)持開(kāi)展電纜線路的巡線、護(hù)線工作。對(duì)重要線路死看死守。
?。?）要特別注意電纜施工過(guò)程中的天氣因素。電纜進(jìn)行敷設(shè)和附件制作，其溫、濕度要求在規(guī)范中均有規(guī)定。因此在低溫高濕條件下，不能保證電纜的施工質(zhì)量，特別在永久性電纜工程中應(yīng)避免。
?。?）電纜附件安裝使用的接線端子、連接管等金具應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)件，但往往都是按非標(biāo)金具選購(gòu)，以規(guī)格代替標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的現(xiàn)象普遍，致使大量材質(zhì)、尺寸均不合格金具，應(yīng)用于電纜工程，埋下隱患。
?。?）對(duì)多回路同溝、同橋架電纜應(yīng)選用阻燃電纜，或涂阻燃涂料。在增加電纜出線時(shí)，應(yīng)重新審校電纜溝、電纜橋架的電氣與機(jī)械載荷能力，嚴(yán)禁盲目而不負(fù)責(zé)任的落壓式敷設(shè)。對(duì)電纜溝、電纜橋架中的中間接頭，應(yīng)安裝耐火防爆槽盒。
?。?）不容忽視的電纜接入環(huán)節(jié)。電纜敷設(shè)和附件制作完成后，在接入配電柜等電器設(shè)備的過(guò)程中，應(yīng)特別注意如下事項(xiàng)：①是應(yīng)確保電纜終端和中間接頭不能彎曲；②是安裝過(guò)程中不能以終端頭傘裙為著力點(diǎn)，拉動(dòng)電纜，這樣會(huì)造成應(yīng)力椎、應(yīng)力管錯(cuò)位，絕緣護(hù)管破損。③是無(wú)論是單芯電纜或是多芯電纜，其固定卡具均應(yīng)選用非導(dǎo)磁材料，且安裝位置應(yīng)距離終端根部不少于20cm。
3電纜故障檢測(cè)應(yīng)注意的問(wèn)題
a.高阻抗、低阻抗并沒(méi)有絕對(duì)區(qū)分，實(shí)際操作中可以多嘗試幾種方法進(jìn)行比較，綜合判斷。35kV電纜情況比較復(fù)雜，H接頭、中間頭比較多，接頭故障波形不易分辨，如判斷是接頭故障，則應(yīng)采取使故障點(diǎn)充分放電的措施，以獲得正確的測(cè)距效果。
b.若從電纜一端測(cè)試放電不充分，或采集不到波形，可以從另一端升壓測(cè)試。無(wú)論使用哪種方法測(cè)試波形，若故障點(diǎn)距離測(cè)試端太近，均會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，使得波形難以判斷識(shí)別，此時(shí)可嘗試到電纜的另一端進(jìn)行測(cè)試。
c.在精確定點(diǎn)時(shí)，設(shè)備應(yīng)在距故障點(diǎn)近的一端，這樣能量沿電纜衰減較小，便于聲磁同步法的定點(diǎn)，快速查出故障點(diǎn)。使用聲磁同步法時(shí)，要在粗測(cè)點(diǎn)的±5%范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行查找，偵聽(tīng)耳機(jī)中聲音，要仔細(xì)分辨故障點(diǎn)處聲音與金屬屏蔽層上傳輸聲音的差別。
d.定點(diǎn)儀可以探測(cè)到的距離跟放電聲音大小、泥土的濕度和松散情況有關(guān)。放電聲音越大，泥土越干燥、越結(jié)實(shí)，可以探測(cè)到的距離越遠(yuǎn)。施工時(shí)的原始資料保存完好，電纜路徑明確，所有接頭處在現(xiàn)場(chǎng)都有標(biāo)志樁，可縮短查找電纜故障的時(shí)間，同時(shí)在做試驗(yàn)時(shí)提前準(zhǔn)備好柴油或汽油發(fā)電機(jī)作為試驗(yàn)儀器的電源。
電力電纜的特點(diǎn)和電纜故障探測(cè)新技術(shù)，其中包括三次脈沖技術(shù)、低絕緣缺陷電纜的修復(fù)技術(shù)、帶電電纜路徑探測(cè)、外護(hù)套破損檢測(cè)，在最后歸納出防止電力電纜破損的預(yù)防措施，實(shí)際證明運(yùn)用以上電纜故障探測(cè)和預(yù)防措施明顯的提高了電網(wǎng)的電纜線路電纜運(yùn)行維護(hù)水平，為確保供電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。
