随着社会经济的不断发展,城市配电网中的电缆线路占比越来越大。当电缆发生故障时,由于放电位置在地层下,需要首先进行故障定位才可进行修复。国网天津市电力公司城西供电分公司的研究人员陶宇航、张熹、宫祥龙,在2022年第2期《电气技术》上撰文,结合六起10kV中压电缆故障,通过低压脉冲法、冲闪法及二次脉冲法分析波形数据,进行故障点位初步测距;再通过声磁同步法,精确定位故障点。最后,将电缆故障部分进行解剖,分析具体故障原因,为中压电缆终端在电力系统中安全、稳定运行提供依据。
日落时逆天的配电网和电力塔Electrical distribution grid and
随着我国城市配电网的不断改造,10kV中压电缆已广泛应用于配电线路中。以天津市南开区为例,电缆线路约占全部配电网线路长度的93%,而电缆故障约占全部故障数量的56.7%。当电缆发生故障时,由于故障点位置通常不可见,往往需要对电缆进行故障定位,以为电缆修复提供依据。
一般的电缆故障位置粗测方法,主要有电桥法、低压脉冲法、直闪法、冲闪法、二次脉冲法等。通过分析波形,可粗略测得故障点位距离电缆终端的长度,利用电缆路径仪及测距仪,找到故障点粗略位置,再利用声磁同步法、音频感应法、跨步电压法等进行精确定位。本文所涉及的故障查找流程如图1所示。
图1 故障查找流程
在常见的电缆故障类型中,高阻故障约占83%,断线故障约占5%,低阻故障约占12%。故障原因中,外力破坏约占37%,中间接头故障约占54%,老旧电缆运行年限过长约占9%。常见电缆故障查找方式见表1。
表1 常见电缆故障查找方式
1 故障点测距原理及接线方式1.1 低压脉冲法
低压脉冲法可用于电力电缆的低阻、断路及短路故障点测距,其原理为向电缆一端注入一个脉冲信号,该信号沿电缆以一定速度前进,在遇到阻抗不匹配点位时产生反射,通过检测回波时间及极性,即可获取电缆全长、中间接头位置、接地位置的信息。电脉冲信号在电缆内波速仅取决于绝缘材料的性质,如对于油浸纸绝缘电缆通常约为160m/μs,对于聚乙烯绝缘电缆通常约为172m/s。故根据式(1),即可得出发射端与反射点距离L。