三次脉冲法在电缆故障查找中的应用

1RURALELECTRIFICATION2009年第9期 总第268期Equipment电器设备目前普遍采用的电缆故障检测方法有二次脉冲法和脉冲电流法，但是这两种方法在应用中都有其局限性。1 二次脉冲法二次脉冲法又叫弧反射法，如图1所示。方法是脉冲反射仪发出的低压测试脉冲（如60V）在不击穿被测电缆故障的情况下得到一条参考波形；然后以冲击高压击穿电缆故障点产生燃弧后，紧随发出低压测试脉冲，从而得到准确的故障波形。比较两条波形自动叠加后的变化点即是故障点。但是，由于高压击穿故障点的燃弧时间短、燃弧不容易稳定，往往会在高压脉冲消失瞬间恢复其高阻状态，致使紧随发射的低压脉冲不能击穿故障高阻，无法得到故障波形，因此，不适合检测高阻接地电缆故障。2 脉冲电流法脉冲电流法是通过脉冲发生器首先发射一个高压脉冲将电缆故障点击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的行波电流信号，根据电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。如图2所示。脉冲电流法是用互感器将脉冲电流耦合出来，其波形比较复杂，不易辨识故障点位置，由于线芯绝缘介质损耗引起的行波信号衰减，中间接头等的反射和其他干扰因素，故障波形往往误差很大。3 三次脉冲法3.1三次脉冲法原理三次脉冲法如图3所示。基本原理是先在静态时测试被测电缆的参考波形，然后再测试故障波形，两条波形自动叠加比较得到故障点。三次脉冲法的参考波形是用一个独立于脉冲反射仪之外的专用的脉冲发生器产生的1500 V或350 V的测试脉冲，该脉冲在不击穿被测电缆故障的情况下（静态情况下）得到，1500 V或350 V的脉冲幅值可有效的减小干扰，紧接发射的高压脉冲可击穿电缆故障产生燃弧，同时自动触发中压脉冲来稳定和延长燃弧至50 ms，之后发射的低压脉冲以确保其通过故障点的燃弧通道入地反射，从而得到准确的故障波形。3.2三次脉冲法的特点由其原理可以看出三次脉冲法不同于传统检测方法其特点：测试脉冲电压幅值高，避免干扰；辅助的中压脉冲延长燃弧时间，可确保随后发射的低压脉冲可靠入地；直流高压冲击电压可达32 kV或更高，其冲击能量可以达到3760 J，保证对故障高阻冲击成功。4 三次脉冲法的应用实例2009年4月，湾仔供电所10 kV风华线电缆故障，经绝缘测量判断故障类型为单相高阻接地。三次脉冲法对其预定位得出波形如图4。假设电缆波阻抗为Z1，故障点波阻抗为Z2，线路末端波阻抗为Z3，反射系数为r。由于在线路末端Z3 =∞；故障点处Z2 = 0，则由波阻反射系数公式r = (Z2 - Z1) / (Z2 + Z1)可知：线路末端：r末端 = (∞ - Z1) / (∞ + Z1) = 1，即发生正的全发射，故波形为向上陡波。线路故障点处：r故障点 = (0 - Z1) / (0 + Z1) = 1，即发生负的全发射，故波形为向下陡波。三次脉冲法在电缆故障查找中的应用陈韶勇，李越，广东省电网公司珠海供电局摘要：传统的电缆故障检测方法由于受到故障点高阻抗的影响，往往不能准确的判断出电缆故障位置。该文对电缆故障点检测方法三次脉冲法进行分析，说明其与传统检测方法的不同，以及在电缆故障检测中应用的良好效果。关键词：电力系统；电缆故障检测；三次脉冲法 中图分类号：TM933 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2009)09-0061-02图1二次脉冲法原理图图2脉冲电流法原理图图3三次脉冲法原理图2RURALELECTRIFICATION2009年第9期 总第268期电器设备Equipment因此，从图4可以看出，蓝色波形为完好的参考波形，向上陡波处为电缆末端，即全长为1920 m；红色波形为故障波形，故障点向下陡波，距离测量点801 m。在冲击放电的辅助下，沿电缆路径测量到798 m处发现故障点。2009年5月，红旗供电所辖区用户10 kV水闸线电缆故障，经绝缘测量判断为两相高阻接地故障。三次脉冲法得出波形如图5。从图5可以看出，末端向上陡波处即电缆全长为345 m；故障点距离测量点312 m。在冲击放电的辅助下，在距电缆末端30 m附近直接通过地面震动发现了故障点。5 结束语通过对比，可以看出，三次脉冲法在检测高阻接地电缆故障点方面有着明显精准的效果。三次脉冲法通过增加一个中压脉冲延长燃弧时间，可保障故障点对地燃弧通道的畅通，同时确保低压脉冲可靠入地。但是，三次脉冲法也有其不足之处：在故障点进水或严重受潮的情况下，同样不易形成燃弧。在这种情况下，可以先通过烧弧法，在故障点施加恒定大电流，使故障点的水分蒸发。然后再通过三次脉冲法即可检测出故障位置。电缆故障点的检测是需要良好的设备和经验互相结合的，在实际应用中具体应采用什么方法，特别需要检测人员经验的日常积累和仔细分析。（责任编辑：马宗禹）图410kV风华线参考波形/故障波形示意图图510kV水闸线电缆参考波形/故障波形示意图1 10 kV线路无功自动补偿的必要性和重要性无功功率不做功但不可缺少，它是电与磁能量交换的媒体。由于电力用户中有大量的感性负荷，所以10 kV线路在运行中客观存在着有大量的无功功率沿线传输，这些流动的无功电流因导线电阻的存在而产生损耗，造成功率因数低下，电压降低，电气设备得不到充分利用，实际情况是变电站的集中补偿和低压端的补偿均不能完全解决10 kV线路上的无功传输、损耗问题。在10 kV线路上实施无功补偿，可使线路损耗降低，可提高功率因数。起到了线路中间“加油站”的作用。无功越多功率因数越低，线损就越大。当cosφ=0.7时，无功功率和有功功率基本相等，即此时的损耗有一半是由无功功率引起的。因此，解决好城乡10 kV配电网特别是城乡10 kV配电线路的无功补偿问题，对10 kV配网的降损节能和提高供电企业的经济效益有着极为重要的意义。2 无功功率自动补偿设备的选型随着国家经济和技术的快速发展，10 kV线路无功功率自动补偿设备近年来发展较快，已经得到了较为广泛的应用。但由于国家的相关标准还不健全，市场上此类产品在技术功能、性能、安全可靠性、适应性、先进性及性价比等方面存在着很大差异，选型直接影响供电企业的降损节能工作、经济效益和以后的生产管理。茂名农电公司进行了广泛的市场调研、局部试点后，选择了FWZ-10X-II型10 kV配电线路无功自动补偿系统，运行数年取得了满意的效果。FWZ-10X-II的特点：信号采集。采用无损非接入TA，无需截断导线，安装简单，可靠性高。TV 为干式全绝缘结构，精度高。无功自动补偿装置在配电线路的应用唐诚，广东电网公司茂名农电公司摘要：随着我国电网管理日益完善，对10 kV配电线路的功率因数要求越来越严格，考核指标为0.9以上。而大多数10 kV线路的功率因数均未达到要求。要降低线路损耗提高供电质量就要对10 kV线路实行无功补偿，如能实现实时、智能、自动补偿，则效果更好。该文介绍茂名农电公司进行相关工作的做法和体会，与同行交流切磋。关键词：无功自动补偿；功率因数；GPRS通讯中图分类号：TM761.1 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2009)09-0062-02