摘要：目前，电力电缆已经广泛应用到电力系统中。随着电力电缆的大幅度应用，电力电缆故障呈现出频繁的现象。故障的存在导致企业在经营发展期间，可能会因电力电缆故障的影响而受到限制。针对当前存在的电力电缆故障，快速、及时的发现电缆故障点，并对故障进行及时的维修是尤为重要的。因此，目前，越来越多的企业在增加用电量的同时，将先进的探测技术应用到电力故障中。从某种角度而言，探测技术在电力电缆故障中的应用，不仅能够有效实现对故障的探查，同时也能够为解决故障的措施提供科学依据。
关键词：探测技术；电缆故障；低压脉冲反射法
1 电力电缆故障种类分析
1.1 开路故障分析
在城市进程加快的的趋势下，电力电缆的故障频发。为了有效解决电力电缆故障问题，明确当前常见的电力电缆故障种类是极为重要的。首先，开路故障是电力电缆常见的故障之一。如图1所示为开电力电缆故障示意图。根据图1中相关信息显示，电缆相间或是相对地绝缘电阻，在应用时达到了相应规定的范围值，其工作电压将无法快速、及时的传输到终端。此种现象，虽然终端有一定对电压，但是其电压的负载能力相对较差。根据图中的显示，可以发现当A与A点之间存在电阻时，且电阻Rk为∞时，则表明其属于断线故障。换句话而言，其也属于电力电缆开路故障的表现。
图1 电力电缆故障示意图
1.2 因绝缘层破损引发的故障
绝缘层的老化、破损对输电电路的损害是不可估量的，而造成绝缘层老化、破损的原因有很多，除上述几种原因外，还要其他几种常见的原因。（1）腐蚀影响，由于一些电力电缆铺设环境存在腐蚀性较强的物质，在长期腐蚀侵蚀下，电力电缆的绝缘层遭到损坏引发故障问题。（2）摩擦损伤，在电力电缆与金属结构重合的地方，电缆与金属结构长期摩擦造成绝缘层破损，也会导致电力电缆受潮引发故障。（3）动物啃咬，电力电缆容易受到老鼠、白蚁等动物的啃咬造成绝缘层破损引发故障问题出现。绝缘层破损会导致电力电缆受潮，进而引发短路问题。
1.3 因导体烧断、拉断引发的故障
导体烧断、拉断也是输电电路电力电缆的常见故障之一。在电力电缆故障检修作业时，经常出现由检修设备问题引发的导体瞬间烧断情况，造成电力电缆故障发生。此外，市政工程施工过程中，也经常出现挖掘机械操作不当造成电力电缆导体被拉断，从而引发电力电缆故障问题。最后，恶劣天气或地质灾害也是造成电力电缆故障的原因，例如台风、地震等极端自然灾害导致电力电缆的拉断。
2 电力电缆故障中探测技术的应用探讨
2.1 脉冲电压法的应用
脉冲电压法是电力电缆故障探测技术中，属于重要的探测技术方法。该探测技术发展于上世纪七十年代。在电力电缆故障探测中，多被应用于高阻和闪络故障的探测和检查。通过对脉冲电压法的分析，明确在使用该技术方法时，通常是将电缆故障安波路在直流电或是脉冲高压信号下，对其实施放电击穿，随后对放电脉冲在故障点与测量点之间的距离进行观察和测量，对所观察和测量到的数据进行详细的记录。根据高阻电力电缆的故障类型，可以将脉冲电压法分为冲击高压闪络探测法和直流高压闪络探测法。上述两种方法，在电力电缆故障中主要是针对高闪络性高阻故障和泄漏性高阻故障而言的。脉冲电压法在电力电缆故障中的应用，最突出电压优点是在采用放电击穿时，不会将闪络性故障和高阻性故障击穿。而是在放电期间，可以通过对故障击穿瞬间产生的脉冲信号，进行直接性利用，从而达到故障探测的目的。此种探测技术在应用中，具有探测流程简化、探测速度快等优势，是电缆故障探测技术的重要组成部分。
2.2 NQA故障自动探测技术
NQA技术实质上就是常见的网络质量分析技术，能够与电力信息网络H3C等系列设备的固有特征形成良好的默契，从而实现对于信息网络所涉及到的网络抖动、网络时延或者网络丢包率等属性的有效检测。值得一提的是，网络质量分析技术在通过检测分析之后，能够精准的判断出电力企业内部信息网络的所处状态或者网络服务质量，继而将得到相应测试报告传送到信息网络客户端，使得登录用户可以尽快得知信息网络的质量或者系列参数情况。网络质量分析技术具有广延性，能够满足像是FTP、TCP、UDP-echo等多种网络测试类型的需求，在按照固定的探测周期传送报文之后，就可以根据回馈的报文信息，精准探测出得到响应时间或丢包率的具体参数，继而做到迅速提醒用户切换网络。
2.3 低压脉冲反射法的应用
抵押脉冲反射法是电力电缆他故障探测技术中的关键性探测技术之一。通过对抵押脉冲法的分析，明确在应用该方法时，主要是分析电缆的实际结构，并在该结构上对所产生的脉冲与发社会脉冲时间差进行改变，并将改变后的时间差完整的记录下来，将其与特性的图形相比较，从而掌握电力电缆的具体故障，为故障的探测通过科学依据。如图2所示为低压脉冲反射法的原理示意图，根据图中相关信息能够了解到，低压脉冲反射法在测试时，根据电缆的故障情况向被探测的电缆中输入相应的低压脉冲，该脉冲应顺着电缆传播的方向，阻抗不匹配点，比如短路电缆点和断路电缆点等。脉冲电压在发生反射时，又将会被送回到原测量点部位，并由相应的探测仪器将探测结果记录下来。如图2显示，将波形上发射与反射的脉冲时间差，设置为△t，主要体现为脉冲在测量点与阻抗不配点的时间。脉冲在电缆中的波速记录为V，其阻抗不匹配点的距离为：L=V*△t/2。从某种角度而言，低压脉冲反射法在电力电缆故障中的应用，是对低阻故障、断路故障和短路故障中，最具有效果的探测技术方法。
图2 低压脉冲反射法的原理示意图
2.4 BFD 故障自动探测技术
BFD故障自动探测技术属于双向的转发检测，适合检测电力信息网络上层的应用程序部分，基本上不会受到通道所属类型的限制，利用初级的hello机制，便可以将双通道故障的检测速度提升到毫秒级别。从整体上来看，BFD故障自动探测技术的运行机理类似于LOS信号在光传输中的形式，能够和双向转发检测实现互动式的传送和接收，实现双方之间的状态互检，在此过程中便可以判断信息网络存在的故障问题。对于结构比较复杂的信息网络，通常需要借助备份的路由FRR实现探测，在双通道发生故障后第一时间切换网络，实现双向转发检测和FRR的联合探测和应用，缩短故障问题的反应时间，有效降低故障的发生时间。
3 结束语
综上所述，在当前实现信息网络双通道故障的自动探测及自动倒换，有利于保障电力企业信息网络的安全平稳运行，促进电力企业信息化生产效率的提升。很长一段时间内，系统网络的工程师都在凭借常规的技术经验来判断故障的具体位置或者诱发因素，这就难以详尽的做到对于故障倒换的测试，因此需要充分考虑实际情况的特征，采取具有针对性的故障自动探测技术，巧妙寻找到存在的故障问题。
参考文献：
[1]何天玲.电力信息网络双通道故障自动探测策略的实现[J].电力信息与通信技术，2016，14（11）：94-98.
[2]赵浩琳.高压电力电缆故障分析及探测技术研究[J].工程技术：引文版，2016，01（6）：00004-00004.
论文作者:孙丹剑,沈佳斌,刘东昌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：故障论文; 电力电缆论文; 脉冲论文; 技术论文; 信息网络论文; 电缆论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第28期论文;