摘要：本文对ARM弧反射法和声磁同步时间差法原理及在电缆故障定位中应用进行了介绍，同时介绍了韶关供电局对两种技术方法的实际应用。
关键词：ARM弧反射；声磁同步时间差；电缆故障定位；应用
Application of ARM arc reflection method and time difference method in cable fault location
Zhang Mingming
（Shaoguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co., Ltd.，Shaoguan Guangdong 512026，China）
Abstract： In this paper, the principle of ARM arc reflection method and the time difference method of the magnetic synchronous and the application of the cable fault location are introduced. At the same time, the paper introduces the practical application of Shaoguan power supply bureau to two kinds of technical methods.
Key word：ARM arc reflection；Acoustic time difference；Cable fault location；Application
作为电缆的运行维护人员，最主要的工作就是确保电缆安全稳定的运行，但是做足了所有的工作，仍然会有电缆故障的发生。如何快速、准确地定位电缆故障，是我们面临的一个重大课题。
1 电缆常见故障类型及原因
1.1电缆故障的分类：
常见的电缆故障有短路（接地）型、断线型、闪络型（正常电压下电缆绝缘良好，当电压升高到一定值或在某一较高电压持续一段时间后，发生瞬时击穿，但击穿通道随即封闭，绝缘又迅速恢复的故障。一般只在做预防性试验时出现）、复合型等几种。其中接地或短路故障包括低阻（电缆线路一相导体对地或数相导体对地或数相导体之间的绝缘电阻低于100kΩ，而导体连续性良好）、高阻（电缆线路一相导体对地或数相导体对地或数相导体之间的绝缘电阻大于100kΩ，而导体连续性良好。）
1.2电缆故障的原因：
(1) 外力破坏：包括直接外力（挖掘机、顶管等直接损坏电缆）和间接外力（地面沉降，引起电缆位移、绝缘错位等）。例如市政管线建设、挖土、打桩、顶管、洪水冲刷等造成电缆故障。
（2）质量问题：包括本体生产质量（绝缘层早期老化、偏心度超标）、施工质量（外护套损伤、弯曲半径不足等）和附件制造和安装质量（设计缺陷、材料老化、密封失效）等。
（3）运行问题：包括过负荷运行和白蚁蛀蚀等。
2 ARM弧反射法和声磁同步时间差法原理
2.1 ARM弧反射法预定位原理
ARM弧反射法是通过比较参考波形和故障波形得到故障点的预定位距离，适合高阻型和闪络型电力电缆故障的测试。测试过程需要以下两个步骤：
首先脉冲反射仪向故障电缆发射一个低压脉冲，得到的波形就是参考波形。如果是高阻和闪络性故障，该波形显示不出故障点的位置，但能够显示电缆中间头和电缆远端。
其次高压脉冲发生器向故障电缆发出一个高压脉冲，使故障点处发生放电。在击穿的瞬间，脉冲反射仪收到放电的触发信号，脉冲反射仪自动向电缆发射一个低压脉冲信号。由于这时故障电缆带有高压，低压脉冲需要通过弧反射滤波器耦合到电缆上。弧反射滤波器也将耦合反射的脉冲，使脉冲反射仪在故障电缆带有高压时也能看到高阻故障点的反射波形。故障点的反射波形经脉冲反射仪接收并显示在屏幕上（我们称这个波形是故障波形）。由于故障点在闪络放电瞬间变成了低阻故障，因此脉冲反射仪接收到的是低阻反射脉冲（T30-E的低阻反射脉冲是负极性的）。
由于脉冲反射仪能够同时显示参考波形和故障波形，所以故障点就在两个波形的分叉点处。故障波形在故障点处显示负极性的反射脉冲，参考波形在故障点处则没有脉冲反射。
2.2T16/9声磁同步时间差法原理
对电缆周期性冲击放电，如果故障点被击穿，将发出电磁信号和闪络声波信号。由于声磁信号传播速度不同，T16/9的超灵敏探头先后拾取电磁场信号和声波信号，利用强大的滤波功能，对有用信号进行增益放大，并自动显示声磁时间差。当T16/9探头在故障点正上方时，声波走过的路程最短，因而时间差最小，结合耳机里放电声音信号最大点，即可综合确定该处就是真正的故障点。
3 S32便携车载电缆故障定位系统
2010年韶关供电局引进了德国赛巴S32便携车载电缆故障定位系统，该系统采用目前最先进ARM弧反射预定位技术和声磁同步时间差定点技术，故障定位简单、快速、准确、安全。
S32便携车载电缆故障定位系统对10kV电力电缆故障定位，一般分为判断电缆故障性质、预定位、精确定点三步骤。
4 典型案例分析
2010年以来韶关供电局利用S32便携车载电缆故障定位系统查找出了多处电缆故障，并实现精确定位。缩短10kV电缆故障查找时间，提高故障抢修效率，减少了用户停电时间。
2011年12月12日06时44分 中心站10kVF20旭日城Ⅱ用户专线（型号：YJV22-3*300-2762m）接地跳闸。用2500V绝缘摇表摇测该电缆绝缘电阻：AO为400MΩ，BO为0MΩ，CO为500 MΩ；用万用表测量BO为250ｋΩ。判断故障性质为：B相电缆高阻接地故障。即利用ARM弧反射法进行预定位，将S32电缆故障定位系统接地线接地，接上AC220V电源。高压连接电缆的红色大夹子接故障相B相，高压连接电缆的黑色小夹子接铜屏蔽层接地线。残压测试值为0V。
开启脉冲反射仪T30E，在主菜单里选择“ARM弧反射法”；调节波速度V/2=86m/us；调节“范围”为5km；增益调节为“自动增益”；按开始测量得到参考波形。
高压单元工作模式选为“ARM高级弧反射法”，升高电压至１６ｋＶ，等待3-5秒，将调压旋钮回零，按下蓝键，即得到ARM弧反射法故障波形。移动T30E末端光标，得到故障距离Lx=1994米。
图1：ARM弧反射法预定位及故障点实物图
（３）精确定位：
高压单元选择“SWG冲击”模式，升高输出电压１６ｋＶ，对故障电缆周期性放电。安排一人看护仪器，另安排一组人使用T16/9精确定位故障点。到故障预定位距离1994ｍ电缆井附近，声磁同步时间差值最小，耳机声音最大，确定故障点。打开电缆井发现，中间头绝缘击穿。
（４）切断该故障中间头，确认电缆终端头各相导体线芯均悬空。分别测试两端电缆绝缘水平，电阻值均在合格范围内，排除了有多个故障点的可能。
6 结束语
ARM弧反射法和声磁同步时间差法的实际应用为电缆故障定位提供了一种重要手段，下一步韶关供电局将继续推进对该技术方法的总结应用。
7 参考文献
[1] 巴测公司. 2011版巴测电力产品手册[P].上海：巴测公司，2011.
论文作者:张明明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/28
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