DOI :10.7500/AEPS201211026
一种带钢铠的低压电力电缆故障精确定位新方法
王广柱1,贾春娟1,张立斌2
(1.
电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学),山东省济南市250061;2.
淄博博鸿电气有限公司,山东省淄博市255008)摘要:提出了一种带钢铠的低压电力电缆故障点精确定位新方法,该方法利用电缆钢铠的绕制特
点,在故障电缆芯线与钢铠之间施加高压脉冲并产生闪络放电,通过检测和比较故障电缆周围及故障点前后的合成三维瞬变磁场信号变化,来判断电缆故障点的精确位置三对流过钢铠的闪络放电电流产生的磁场进行了理论分析和仿真计算,现场试验结果验证了该方法的可行性和有效性三基于该方法原理,研制了样机,并被应用于实际电缆故障点定位三该方法是一种非接触式的电缆故障点定位方法,它不仅可用于直埋敷设式电缆,而且也可用于管道或地沟敷设式电缆三关键词:电力电缆;故障定位;电缆钢铠;三维瞬变磁场
收稿日期:2012-11-05;修回日期:2013-08-06三
0 引言
近年来,中国城市化建设发展迅速,城市用地日益紧缺,架空线的安全问题和环境问题等促成了电力电缆在城市供电网中的应用日益广泛三尽管电力电缆供电有许多优点,但随着大量电力电缆的投运,相应的电缆故障率也随着使用年限等多种因素不断上升三为了提高供电可靠性,必须以最短的时间修复这些日益增多的电缆故障,因此快速修复故障成为迫切需要三而电力电缆多敷设于地下,不便于直接观测和发现故障点三如果不能及时查找出故障点的确切位置,就无法修复故障,这往往造成长时间停电二停产,给企业造成很大的损失,给人民生活带来诸多不便三因此,快速而准确地寻测电力电缆故障点的精确位置是及时修复电力电缆和提高供电可靠性的前提保证三
电力电缆故障的寻测可分为2个步骤,即故障测距[1-10]与精确定点[
2,11-15]
三故障测距方法从原理上可分为行波法[1-2]和电桥法[16]
两大类三行波法又可细分为低压脉冲法二脉冲电压法二脉冲电流法二二
次脉冲法等,这些新技术使电缆故障测距精度逐步提高三然而,由于电缆在敷设时并不是理想的直线敷设,总会存在弯曲迂回二上下起伏等,即便测距结果非常精确(指沿电缆至故障点的电信号行走距离,并非故障点的地理位置),也只能得到故障点的大概区域,而不能确定故障点的准确地理位置三为减少开挖工作量,避免不必要的时间二物质及人力损失,
测距后对电缆故障的精确定点显得尤其重要三
对于电缆故障的精确定点,主要有声测法二跨步电压法和音频感应法三音频感应法主要用于低阻接地故障,但由于实际中的纯短路故障极少,现实中该方法很少被使用三声测法和跨步电压法使用的前提条件是:被测电缆必须是直埋敷设方式三即便满足上述测试条件,在实际应用中,往往因电缆故障点环境因素复杂,如震动噪声过大二电缆埋设深度过深等,也会造成定点困难三
为保障供电安全可靠,避免地下电缆的无意被损,有关部门已逐步放弃过去那种简单的直埋式电缆敷设方式,而越来越多地采用穿管或地沟式电缆敷设方式三由于该敷设方式中电缆与地面土壤没有直接接触,其故障点闪络放电的振动波无法传递到地面,而且也不产生跨步电压,因此声测法和跨步法对此已无能为力三
本文通过分析电缆结构,利用电缆钢铠绕制特点,通过理论分析,提出一种带钢铠的低压电力电缆故障点精确定位的新方法三该方法采用对故障电缆施加直流高压脉冲,在电缆和钢铠中形成闪络放电电流,通过检测故障电缆周围及故障点前后由该放电电流产生的合成三维瞬变磁场信号来获取电缆故障点的精确位置信息三这是一种非接触式的探测方法,它不仅可用于直埋敷设方式的电缆故障,而且也可用于穿管或地沟式敷设方式的电缆故障三
1 电缆故障定位新方法的基本思想
1.1 现有电路模型的局限性
电缆单相接地故障闪络放电试验常用的简化电
161 第38卷 第3期2014年2月10
日Vol.38 No.3Feb.10,2014