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摘要：当前我国对于电缆的用量以及电压的等级上正在不断增加，110kV电缆外护套出现故障，不仅对电缆的安全运行有一定的影响，而且对电缆的整体使用寿命也产生一定的影响，利用跨步电压法能够准确的查找电缆外护套故障的准确位置，及时对其进行有针对性的检测和处理，保证电缆的安全、正常运行。基于此，本文重点研究跨步电压法在查找110kV电力电缆外护套故障中的应用，为相关技术人员提供参考。
关键词：110kV；跨步电压；故障；电缆外护套；原因
随着城市轨道交通的发展，各种电力电缆在轨道交通供电系统中的运用越来越普遍，在地铁供电系统中用到的同轴电缆主要有110kVXLPE交联聚乙烯电力电缆，采用单根敷设方式，由于三相电缆很难对称敷设，多采用外金属屏蔽层交叉换位互联、然后一点接地的方式，以保证各电缆感应电势相位对称和幅值相等。110kV电缆有多层保护，外护套是保护电缆的第一道关口，一旦受到破损击穿，在电缆金属屏蔽层上的感应电势即会出现不平衡，导致涡流和局部过热，严重影响电缆的长期寿命和短时运行安全。故出现电缆外护套损伤或接地时，应及时查找并修复故障点，以尽快恢复供电。而110kV电缆一般都埋入路面地下，线路长，开挖困难，所以电缆故障点查找为最关键点，本文将介绍电桥法查找电缆外护套故障。
1方法和原理
1.1方法种类
外护套故障定位查找的方法有很多，用来测距的方法主要有直流电桥法和电压比较法，用来精确定位的主要有跨步电压法、冲击闪络法和音频信号法。由于现场情况复杂，也不尽相同，现在大家普遍综合运用先测距再定位的方法来提高查找速度和准确性。
1.2直流电桥法和跨步电压法
外护套故障查找采用电桥法测距定位和跨步电压法精确定位相结合为多，方法简介如下：
1.2.1电缆外护套故障查找仪器介绍
GZD-400A电缆故障定位电桥：高压电桥法，用于预定位，使用简单，操作安全。（2）HD-2008电缆护层故障定位电源：具有直流和脉动两种输出方式。直流可检测电缆护层绝缘情况，烧低高阻故障点阻值，测试修复后的电缆绝缘；脉动输出时，配合HDK-1跨步电压指示器进行故障点精确定点。（3）HDK-1跨步电压指示器：与探棒相连，测量脉动型跨步电压的大小与方向，精确定位外护层故障。（4）多功能高精度表：配合HD-2008电缆故障定位电源用电压比较法进行故障预定位。
1.2.2定位原理
利用Murray电桥对击穿点定位是经典的办法，方便而准确。电桥法的依据是线芯（或屏蔽层）电阻均匀，与长度成比例。图1所示为一典型用法。
1.2.3精确定点
在故障点附近用跨步电压法精确定点。跨步电压法原理简介：在电力电缆中加入特殊信号，当电力电缆对大地产生泄漏时，会在地面上故障点周围产生由强到弱的有向电场梯度。沿电缆路径用测量设备可测得信号的幅度和方向。在故障点前后，检流计指针所指的方向相反，可据此找到电缆的故障点。
2案例分析
2013年6月，黄新线施工开挖地面，造成110kVA相、C相电缆破皮。查找故障过程：根据开挖地面的范围可确定为黄岩路站到8#电缆井中间电缆有破损。拆除8#井交叉互联箱连接片，分别测量220kV三相电缆皱纹铝对地绝缘值，测量结果显示A相电缆数值为0.4MΩ，C相电缆数值为0.3MΩ，小于标准2MΩ，说明电缆破皮损伤。经测量，A相、C相电缆铜芯对地绝缘值为20MΩ，确认A相、C相电缆只损伤到外护套未伤至主绝缘。测量B相电缆皱纹铝对地绝缘值，测量数值21MΩ，大于标准2MΩ，则选取B相电缆作为辅助线。查看设计图纸，黄岩路站到第一交叉互联箱电缆长度1km。根据现场实际分以下三种情况具体查找故障：
2.1现场明显开挖
现场有施工开挖情况，直接用HDK-1跨步电压指示器精测测量故障点位置，检查的基本步骤如下：（1）将脉冲电压3～5kV加在金属屏蔽层和大地之间作为脉冲电压源；（2）HDK-1跨步电压指示器通过专用连接线与探针相连，红黑两色对应同颜色探针；（3）选择最大灵敏度，探棒相隔2m左右，在开挖点附近插入电缆正上方的土壤中；（4）若电压为“+”，指针往“+”方向有规律摆动，说明故障点在红棒方向；（5）向红棒方向移动一间隔，若电压仍为“+”，且摆动幅度更大，说明故障点仍在红棒方向；（6）继续移动红棒，若电压“-”，指针往“-”方向摆动，说明红棒已经越过故障点，调节红棒，使跨步电压为零，这时，两棒中心为故障点中心。
2.2现场只有一个故障点
初步确认A相外护套故障后，在黄岩路站A、B两相电缆终端头连接GZD-400A电缆故障定位仪，在8#电缆井短接A、B相电缆，调节P‰使电桥达到平衡，读取P‰数值为0.2，根据式（1）计算出故障点大概距离黄岩路站400m。初步确定了距离后，还需从8#电缆井反向用同样的方法测量一次以验证故障点是否只有一个，如果故障点距离结果的计算不是离8#电缆约600m，则可能存在着另外一个故障点。经过现场的测试，读取P‰数值为0.31，通过式（1）计算得出故障点距离8#电缆井大概620m，初步判断只有一个故障点，再用跨步电压法精确查找故障点。
2.3现场有多个故障点
初步确认C相外护套故障后，用同样的方法在黄岩路站B、C两相电缆终端头连接GZD-400A电缆故障定位仪，在8#电缆井短接B、C相电缆，调节P‰使电桥平衡达到平衡，读取P‰数值为0.21，根据式（1）计算出故障点大概距离黄岩路站420m。初步确定了距离后，从8#电缆井反向用同样的方法测量一次，测量结果P‰数值为0.3，通过式（1）计算得出故障点距离8#电缆井大概600m，再用跨步电压法精确查找故障点，故障修复后摇皱纹铝对地绝缘值，数值为0.4MΩ，未达到标准值，则说明还存在故障点。用同样的方法发现黄岩路站与后勤楼之间电缆30m处有轻微的电缆破皮，修复后绝缘值达标。针对有多个故障点的情况，可以用直流电桥法先测量泄漏电流大的故障点，修复后测量出泄漏电流小的故障点。
3结论
利用完好相形成完整的回路是前提，当电缆外护套发生故障时，应敷设辅助电缆线以形成回路。（2）采用电桥法粗测常见的方法外还有电压比较法等。由于电缆敷设现场情况、电缆护套绝缘损伤情况各不相同，综合运用至少两种粗测和精密定位方法，可提高查找故障效率。
参考文献
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论文作者:陈平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：电缆论文; 故障论文; 护套论文; 电压论文; 电桥论文; 测量论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第7期论文;