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中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）46-0019-02
協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展、社會安全、環(huán)境保護是供電發(fā)展的挑戰(zhàn)與任務(wù)。電力輸送的穩(wěn)定性是供電的關(guān)鍵，輸電線路是它的脈搏，供電設(shè)備則是它的器官。我國電力輸送故障屢見不鮮，一般歸咎于自然環(huán)境或者人為兩種因素。
1 電力輸送故障分析
據(jù)研究表明，我國電力輸送故障主要是指跳閘、非計劃停運等。分析表明，造成這些故障的原因主要是自然環(huán)境的影響，其次是人為因素和電力設(shè)備的問題。自然環(huán)境的影響主要有雷擊、鳥害、線路覆冰、線路風偏、污閃等，人為的影響主要是指人為的破壞，電力設(shè)備的問題主要是變電設(shè)備和輸電線路的老化破損?？傊?，電力輸送故障影響因素可分下列3種。
1.1自然環(huán)境因素
1.1.1雷擊
線路跳閘的主要自然原因是雷擊。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在220kV~550kV線路我國每年雷擊引起跳閘高達幾百次。引起雷擊的主要原因是當?shù)貧夂?、地理環(huán)境和設(shè)備問題。在地形復雜的地區(qū)每年都有一定的雷電活動規(guī)律，這些區(qū)域往往是易于出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象；同時該地區(qū)土壤電阻率高，山區(qū)導線布置都會引起雷擊。
1.1.2鳥害
鳥類引起的線路跳閘主要是在220kV線路，高于220kV線路相對較少 。鳥類的影響具有偶然性和流動性。整體來說，鳥害主要是糞道閃絡(luò)和鳥糞污閃。因為鳥糞具有高電導率，會接通部分空氣間隙通道造成閃絡(luò)，在帶電體和糞道末端的空隙中放電。低于220kV的線路，絕緣子串較短，其空氣間隙閃絡(luò)的概率較大。而高于220kV線路的情況則相對較好。鳥糞污閃通常發(fā)生在潮濕的雨霧氣候下，鳥糞污染絕緣子表明引起的閃絡(luò)。這類閃絡(luò)通常季節(jié)性和地域性明顯，一般屬于線路瞬間故障。
1.1.3線路覆冰
線路覆冰通常發(fā)生在初冬和初春時節(jié)，在避雷線、絕緣子串、導線等多處都會有厚實的冰。氣溫和風力決定了覆冰的時間和程度，線路的走向也關(guān)系著覆冰。由于覆冰的荷載使其超過了設(shè)計荷載，造成倒桿或倒塔事故；覆冰層部分脫落，導線受力不均勻會發(fā)生跳躍現(xiàn)象，造成短路；嚴重的覆冰使導線彎曲接地；絕緣子串因覆冰絕緣能力下降，易于引起接地閃絡(luò)事故。
1.1.4線路風偏放電
風偏故障危害較大，一般是由于氣候十分惡劣和線路抵御能力不強。線路在惡劣環(huán)境下會沿強風偏轉(zhuǎn)另外，在間隙減小，空間場強增大時，在導線和桿塔的尖端場強局部增強，從而引起風偏放電；通常強風伴隨著暴雨，兩種相互作用下，會降低空氣間隙的放電電壓。
1.1.5污閃
污閃通常是在大氣污染和潮濕氣候共同作用下發(fā)生的。雨水減少時，絕緣子表面臟污不能及時清洗，而在干燥季節(jié)大氣污染加重時，絕緣子表面臟污急速堆積，此時可有可能發(fā)生污閃。
1.2人為活動因素
人為活動主要在于外力的破壞活動，其次是相關(guān)設(shè)計人員的因素。違章施工活動、盜竊、人為破壞電力設(shè)施和農(nóng)村輸電線路下的焚燒作物等均會導致線路跳閘。對于相關(guān)設(shè)計人員，在設(shè)計階段未能準確確定其設(shè)計指標，在運行維護管理階段未能嚴格按標準管理也是在自然環(huán)境下引起故障的原因之一。
1.3其它因素
變電設(shè)備老化，線路經(jīng)久未修護等易于造成電力輸送故障，同時仍有一些不明原因的閃絡(luò)現(xiàn)象，本文不加討論。
2電力輸送故障維護
分析了上述電力輸送故障的種種影響因素，針對每種情況制定相應的防治措施。
2.1防雷擊措施
首先應做好雷電信息的收集分析工作，確定雷電與當?shù)刈匀坏乩頎顩r間的聯(lián)系規(guī)律，綜合防雷有效程度和經(jīng)濟效益確定具體的防雷措施。通常防雷措施有：避雷線、降低桿塔接地電阻、加裝耦合地線、安裝線路避雷器、加裝桿塔拉線、采用側(cè)向避雷針、采用多針系統(tǒng)等。
2.2防鳥害措施
一般的有防鳥和驅(qū)鳥兩種措施。為了防鳥糞造成放電通道的擴大，一般可采取大盤徑的絕緣子、加蓋防鳥糞擋板、防鳥罩、防鳥網(wǎng)、安裝鳥刺等。但該法只是降低其概率，不能完全預防。驅(qū)鳥顧名思義，就是采用裝置驅(qū)趕鳥，一般有驚鳥裝置、風車式、聲波式、恐怖眼式驅(qū)鳥裝置等。實際過程中往往多種方法結(jié)合使用。
2.3防冰措施
首先，在設(shè)計桿塔時充分考慮覆冰負荷影響，保證一定的負荷強度，在路線布置上盡量避免冷熱交匯處，在材料選擇上也應盡可能選擇抗冰材料。實地選擇恰當?shù)某胧┘皶r處理，一般除冰措施有：熱力熔冰法，機械破冰法和其它方法。
2.4防風措施
防風偏放電主要措施是結(jié)合各地實際研究，充分收集當?shù)氐匦螝庀筚Y料和局部風偏標準，優(yōu)化自身設(shè)計參數(shù)，一些具體措施具體如下：桿塔上的腳釘或其它突出物應避免安裝在面向?qū)Ь€的一側(cè)，在一些強風微地形地區(qū)，應盡可能采用“V”型串，新建工程校正塔頭間隙，在適當位置加裝重錘。
2.5防污措施
在污染程度較高區(qū)域，應采用防污能力較強的合成絕緣子；相關(guān)人員應加強清掃保護工作；研究積污規(guī)律，嚴格做好清理、監(jiān)測工作，結(jié)合鹽密測量值和大氣環(huán)境污染值，盡可能確立一個預警防治系統(tǒng)。
2.6防外力破壞措施
防止人為破壞難度其實很大，因為電力設(shè)施覆蓋面積大。首先，應健全相關(guān)的法律體系，落實明確相關(guān)的責任制度，對于一切違法活動要有統(tǒng)一合適的執(zhí)法尺度。其次，相關(guān)保護工作人員應明確責任，做好宣傳教育工作，并加強重要地區(qū)的監(jiān)督工作。相關(guān)的實際人員應具備較高的綜合素質(zhì)，同時應積極學習研究新技術(shù)，在設(shè)計階段充分設(shè)計，運行維護階段認真管理。
2.7其它防治措施
線路和設(shè)備老化問題也可歸為運行維護階段的問題，相關(guān)人員應重視。對于一些不明確的電力輸送故障，應及時做好記錄調(diào)查研究。
3 結(jié)論
輸電線路和供電設(shè)備是電網(wǎng)的重要組成。為提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，應確保供電技術(shù)的專業(yè)化和電力管理的標準化。仍應根據(jù)不同故障的特點制定相應的防治措施，降低事故發(fā)生概率，提高供電安全運行水平。
參考文獻
[1]胡毅.輸電線路運行故障的分析與防治[J].高電壓技術(shù)，2007，33(3)：1-7.
前言
電力電纜是電力傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及居民用電需求的增加，從而使得電力供應面臨著巨大的供應壓力。做好電力電纜的故障維修保障電力電纜的正常供電是現(xiàn)今乃至今后一段時間供電工作的重點。文章將在分析電力電纜常見故障的原因的基礎(chǔ)上對如何做好電力電纜的故障維修方法進行分析。
1 電力電纜常見故障及原因分析
1.1 電力電纜絕緣性下降
電力電纜在運行的過程中由于電流較大的緣故會使得電力電纜產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象， 電力電纜在受到電纜發(fā)熱以及化學及機械的作用下會使得電力電纜的絕緣介質(zhì)產(chǎn)生較為明顯的物理或是化學變化，從而使得電力電纜的絕緣介質(zhì)的絕緣性大幅下降，影響電力電纜的安全使用。同時在電力電纜的使用過程中，由于周邊環(huán)境的水分含量較高或是電力電纜的中間接頭因密封性不好而導致電力電纜受潮都會造成電力電纜的絕緣性的下降。在電力電纜的生產(chǎn)過程中如電纜包鉛時留有砂眼或是裂紋等缺陷都會使得電力電纜的受潮幾率大幅增加。
1.2 電力電纜過熱
電力電纜在運行過程中會產(chǎn)生一定的熱量，如出現(xiàn)故障會導致電力電纜過熱從而影響電力電纜的正常使用。造成電力電纜過熱的原因較為復雜，其中內(nèi)因多是由于電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙游離所造成的局部受熱，從而使得電力電纜的絕緣炭化。外因可能是由于電力電纜安裝的位置處電力電纜分布較為密集，處于干燥管中的電纜數(shù)量較多會使得電纜的散熱不暢而導致電力電纜的絕緣性加速下降。
1.3 電力電纜遭受外部機械損傷
電力電纜所造成的外力損傷主要是由于車輛振動等原因所造成的，機械外力的作用會使得電力電纜受力變形從而使得電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙遭到破壞從而使得電力電纜的絕緣性大幅下降。
1.4 電力電纜外護層遭到腐蝕
電力電纜由于受到外界環(huán)境的作用會使得電纜的鉛包由于化學或是電解作用而遭到腐蝕，在電力電纜的鉛包腐蝕過程中由于腐蝕的程度和性質(zhì)的不同會使得電力電纜的鉛包腐蝕呈現(xiàn)出不同的色彩及化合物，這類腐蝕現(xiàn)象會使得電力電纜的絕緣性及使用性能大幅下降，影響電力電纜的正常使用。
1.5 過電壓所造成的電力電纜擊穿問題
在電力電纜的使用過程中，會由于大氣過電壓和內(nèi)部過電壓而使得電力電纜絕緣所承受的應力超過許用應力而造成電力電纜的擊穿，從而使得電力電纜故障。據(jù)統(tǒng)計，造成電力電纜擊穿的所發(fā)生在戶外接頭端且多是由于大氣過電壓所造成的。
1.6 電力電纜中間接頭制作不當而導致的電力電纜故障
在電力電纜接頭制作的過程中，損壞電力電纜的內(nèi)絕緣層電力電纜接頭處密封不當都會使得電力電纜在使用的過程中因潮濕問題而導致電力電纜的絕緣性受損，進而影響到電力電纜的正常使用。
2 電力電纜故障點的定位
做好電力電纜的故障維修關(guān)鍵是要做好對于電力電纜故障點的定位，由于電力電纜埋于地下，從而為電力電纜的故障點的定位帶來了不小的難度。電力電纜故障根據(jù)其發(fā)生的類型的不同可以分為低阻故障和高阻故障兩種不同的類型。在電力電纜故障點的定位中可以使用：電橋法，此種方法包含有電阻電橋、電容電橋以及高壓電橋法等幾種方法，其中，電阻電橋法的歷史較為悠久，其在電力電纜的短路故障及低阻故障的檢測中能夠取得較為良好的效果。電容電橋法在電力電纜斷路故障中應用較多。而高壓電橋法能夠在高阻電力電纜擊穿事故故障定位中發(fā)揮出良好的效果。低壓脈沖法是一種在低阻電力電纜故障中應用較多的檢測方法，其主要利用的是雷達的脈沖原理來觀察脈沖在電力電纜中的發(fā)射和反射脈沖之間的時間差來對電力電纜的故障點進行計算定位，如果在使用的過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)射和反射的脈沖相同則可以斷定電力電纜的故障為斷路，而發(fā)射反射脈沖不同則可以認為電力電纜出現(xiàn)短路或是低阻故障。高壓閃絡(luò)法主要應用于對電力電纜的高阻故障進行檢測以補足電力電纜低壓脈沖的短板，二次脈沖法也可以將其歸納為高壓閃絡(luò)法的范疇。在電力電纜的故障點定位中除了應用上述方法外，還可應用以下方法來對電力電纜的故障點進行定位：（1）聲測法，此種方法多應用于電力電纜的高阻與閃絡(luò)性故障，多用于對高壓電纜導體對絕緣層放電的檢測中可以取得較為良好的效果，其測量原理是在電力電纜的故障點定位過程中通過在故障電力電纜的兩端施加一定的高壓從而使得在電力電纜的故障點處產(chǎn)生擊穿放電，通過對高壓擊穿放電時所產(chǎn)生的聲音進行接收從而實現(xiàn)對于電力電纜故障點的定位。（2）音頻感應法，主要用于對電力電纜的地震故障點進行定位。（3）聲磁同步法，通過在對電力電纜的被測端施加高壓沖擊脈沖，從而使得電力電纜在故障點處因高壓擊穿而產(chǎn)生電磁波和聲波，使用傳感器對這兩種信號進行接收并繪制成波形圖，在兩種波形圖的交匯處即為電力電纜的故障點。此種方法能夠在高低阻故障檢測中取得良好的效果。
3 電力電纜故障維修
在完成了對于電力電纜故障點的定位后，需要結(jié)合電力電纜的故障類型采取適應的措施來對電力電纜進行維修：對于電力電纜出現(xiàn)的中間接頭故障和終端頭制作工藝不達標而導致的電力電纜絕緣故障需要在維修的過程中嚴格進行規(guī)范操作。通過剝離電力電纜的護套、絕緣屏蔽層，而后對剝離完成的電力電纜的絕緣表面進行徹底的打磨和清潔，避免雜質(zhì)等遺留在絕緣層上而導致電力電纜絕緣性下降，同時在電力電纜接頭絕緣屏蔽的制作中需要確保周邊環(huán)境的濕度在70%以內(nèi)，以避免空氣中的水汽進入到電力電纜接頭屏蔽層中影響電力電纜的絕緣效果。在電力電纜的制作過程中根據(jù)相關(guān)規(guī)定電力電纜的飽裝層和銅屏蔽層需要單獨接地，且其截面積要≥25mm2，在電力電纜的安裝過程中為確保電力電纜的良好接觸要對電力電纜的接線鼻處進行鍍錫處理。電力電纜因外力作用而導致的故障是電力電纜故障中的重點，為避免電力電纜因受外力作用而導致的故障需要對電力電纜的受力部位做穿管并加以相應的保護，同時在對電力電纜的中間接頭處做相應的固定處理。在電力電纜附近需要添加醒目的告示牌以提醒施工人員。對于電力電纜的故障點處首先需要對電纜進行外部觀察，查看是否有明顯的破損，在切開電力電纜的故障點時要注意檢查接頭內(nèi)是否有積水或是潮氣，如存在則不得使用噴燈進行切割，而應當使用鐵錘和電工刀來對套管進行切割，而后將故障段進行割斷并重新接入新的電力電纜。對于電力電纜中出現(xiàn)的受潮問題，如潮氣不大則可以使用噴燈或是炭火進行烘烤以去除電力電纜中的潮氣。對于紙芯線纜受潮較為嚴重時則可以使用澆蠟法來去除電力電纜中所含有的潮氣。
4 結(jié)束語
電力電纜是電力供應的基礎(chǔ)，近些年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及用電需求的增加，使得電力電纜承受著較大的用電負荷從而使得電力電纜故障頻發(fā)。文章在分析電力電纜常見故障的基礎(chǔ)上從而如何做好電力電纜的故障點定位入手對如何對電力電纜的故障點進行故障處理進行了分析闡述。
參考文獻
中圖分類號TM757 文獻標識碼A 文章編號 1674—6708（2012）76—0125—02
與架空線比較而言，電力電纜線與線之間的絕緣距離較小，不占用地面空間，運行時具有較高的可靠性，在電網(wǎng)運行效率方面及對人身的安全影響方面都得到世界各國的認可。隨著城市化步伐和電力工業(yè)的發(fā)展，地埋電力電纜發(fā)展的速度逐漸加快，但隨之也帶來不同的問題，由于該電力電纜類型深埋于地下，一旦出現(xiàn)故障，很難對其故障點進行定位，如果沒有相關(guān)技術(shù)及設(shè)備對電力電纜線路進行保障，電力電纜故障造成的經(jīng)濟損失無法估量。
1 電力電纜故障類型分析
1.1 開路故障
如果電纜的絕緣電阻出現(xiàn)無窮大的情況，而電壓卻不影響用戶端，這樣故障我們稱為開路故障。在這種故障發(fā)生后，電纜故障點處的阻抗無窮大。
1.2 低阻短路故障
如果電纜的絕緣電阻值變小，與電纜自身特性阻抗相比，絕緣電阻小于電纜自身阻抗，甚至沒有電阻，即0≤RL
1.3 電阻泄露故障
如果電纜故障點處的直流電阻比該電纜自身的阻抗大，這種故障類型成為電阻泄露故障。進行高壓絕緣測試的時候，隨著實驗電壓的升高，泄露電流也會隨之增大，如果實驗電壓升高到一定值時，泄露電流就有可能超過允許的最大電流。
1.4 高阻閃絡(luò)性故障
這種故障類型是泄露電流不隨電壓的升高而升高，但隨著試驗電壓的升高，其突然增大，反應到電流表上，電流表指針呈現(xiàn)出閃絡(luò)性擺動，如果對此試驗進行重復，可以發(fā)展其具有可逆性。而故障點無電阻通道，只是存在與閃絡(luò)的表面或者放電的間隙。
1.5 護層故障
電力電纜線路一般對護層都有一定的要求，在對護層故障位置進行準確的測定之后，可以采用與護層相同材料的進行修補包扎，如果護層損壞的較多，可以套上熱縮卷包管進行加熱收縮，對修補之后的護層，在進行絕緣電阻測量或者護層直流耐壓試驗，如果還存在故障，則說明其它部位還存在故障。
2 電力電纜故障原因分析
2.1 機械損傷
由于在電纜安裝的時候，操作不當或者不小心造成電纜機械性損傷，或者由于電纜在鋪設(shè)完成后，接近電纜路徑的附近的機械施工時，人為的造成電纜的損傷，導致電纜絕緣層穿孔，潮氣沿著破損的地方進入到線纜的內(nèi)部，導致絕緣性能下降，形成故障。機械損傷不嚴重時，一般不會直接形成故障，可能是在經(jīng)歷幾個月或者幾年以后故障才能明顯的被察覺出來。
2.2 過電壓
通常，電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備對地絕緣只能承受相電壓，很多電機的絕緣性能只能承受幾十伏的電壓，最多也不會超過百余伏。受到某些因素的影響，往往電氣設(shè)備絕緣上的電壓往往都超過上述電壓數(shù)值。雖然這種現(xiàn)象存在的時間非常短，但其出現(xiàn)時數(shù)值非常高，經(jīng)常造成電氣電纜絕緣閃絡(luò)或被擊穿。這就是我們所說的過電壓，對于瞬間的高位電壓，即便是時間非常短促，也會造成較大的破壞，所以，必須要采用相關(guān)的措施，防止電力電纜承受過電壓。過電壓一般是由于電力設(shè)備進行拉閘或者導通管換相時，電路中的電感元件，由于電流的突然變化造成感應電動勢，最主要的特點就是時間短，呈現(xiàn)出尖峰狀態(tài)。
2.3 絕緣老化
一般，電力電纜的絕緣材料基本都是采用高分子有機化合物，外多種因素的共同作用下，其性能會出現(xiàn)逐漸下降的趨勢，也就是我們所說的老化現(xiàn)象。橡皮、塑料等材料在受熱之后容易發(fā)生熱老化，在有氧、熱共同作用下，會出現(xiàn)熱氧老化。高聚物在熱的作用下可發(fā)生交聯(lián)和熱降解反應，一些材料在溫度達到一定程度時會析出HCl。一般熱氧化作用下，會生成過氧化物、自由基等，過氧化物又生成兩個自由基，自由基在參與到反應中，最后生成低分子物質(zhì)或單基物質(zhì)，出現(xiàn)這種物質(zhì)時，表明電纜的性能已經(jīng)下降的非常大，電纜呈現(xiàn)出發(fā)粘、變軟，機械強度下降等狀態(tài)或者呈現(xiàn)出變硬、變脆等，導致電纜表現(xiàn)出現(xiàn)裂紋。
2.4 其它原因
除了上述的幾種原因以外，電纜故障還會因為一些因素導致：首先，電纜質(zhì)量的不佳，主要是電纜絕緣質(zhì)量不達標，電纜絕緣材料的不合格，這種電纜在短時間內(nèi)就會出現(xiàn)故障；其次，由于在電纜鋪設(shè)時，要經(jīng)過嚴格計算設(shè)計，如果線路中存在較大的欺負落差，會導致電纜內(nèi)部的絕緣油流失，造成絕緣能力下降，這需要在設(shè)計的時候按照規(guī)范進行線路的設(shè)計；第三，化學物腐蝕。電纜線路在經(jīng)過酸性土壤或鹽堿地時，往往會造成線纜表面的服飾；第四，地面局部下沉影響。受地震等地質(zhì)災害或者大型建筑基礎(chǔ)下沉等作用的影響，很容易對電纜的表面造成損傷，形成故障；第五，過負荷運行時間過長。因為過負荷運行，電纜自身的溫度會不斷上升尤其是在夏季，電纜升溫往往會造成薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，這也是為什么夏季經(jīng)常出現(xiàn)線路故障的主要原因；最后，外電場的影響。大型電力機車軌道附近的電纜外表皮，在長期強磁場的作用下，極易出現(xiàn)電腐蝕損傷，表皮損傷后，潮氣會進入到電纜內(nèi)部，造成絕緣破壞。
3 電力電纜故障定位
1電力電纜故障類型分析
1.1開路故障
如果電纜的絕緣電阻出現(xiàn)無窮大的情況，而電壓卻不影響用戶端，這樣故障我們稱為開路故障。在這種故障發(fā)生后，電纜故障點處的阻抗無窮大。
1.2低阻短路故障
如果電纜的絕緣電阻值變小，與電纜自身特性阻抗相比，絕緣電阻小于電纜自身阻抗，甚至沒有電阻，即0≤RL
1.3電阻泄露故障
如果電纜故障點處的直流電阻比該電纜自身的阻抗大，這種故障類型成為電阻泄露故障。進行高壓絕緣測試的時候，隨著實驗電壓的升高，泄露電流也會隨之增大，如果實驗電壓升高到一定值時，泄露電流就有可能超過允許的最大電流。
1.4高阻閃絡(luò)性故障
這種故障類型是泄露電流不隨電壓的升高而升高，但隨著試驗電壓的升高，其突然增大，反應到電流表上，電流表指針呈現(xiàn)出閃絡(luò)性擺動，如果對此試驗進行重復，可以發(fā)展其具有可逆性。而故障點無電阻通道，只是存在與閃絡(luò)的表面或者放電的間隙。
1.5護層故障
電力電纜線路一般對護層都有一定的要求，在對護層故障位置進行準確的測定之后，可以采用與護層相同材料的進行修補包扎，如果護層損壞的較多，可以套上熱縮卷包管進行加熱收縮，對修補之后的護層，在進行絕緣電阻測量或者護層直流耐壓試驗，如果還存在故障，則說明其它部位還存在故障。
2電力電纜故障原因分析
2.1機械損傷
由于在電纜安裝的時候，操作不當或者不小心造成電纜機械性損傷，或者由于電纜在鋪設(shè)完成后，接近電纜路徑的附近的機械施工時，人為的造成電纜的損傷，導致電纜絕緣層穿孔，潮氣沿著破損的地方進入到線纜的內(nèi)部，導致絕緣性能下降，形成故障。機械損傷不嚴重時，一般不會直接形成故障，可能是在經(jīng)歷幾個月或者幾年以后故障才能明顯的被察覺出來。
2.2過電壓
通常，電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備對地絕緣只能承受相電壓，很多電機的絕緣性能只能承受幾十伏的電壓，最多也不會超過百余伏。受到某些因素的影響，往往電氣設(shè)備絕緣上的電壓往往都超過上述電壓數(shù)值。雖然這種現(xiàn)象存在的時間非常短，但其出現(xiàn)時數(shù)值非常高，經(jīng)常造成電氣電纜絕緣閃絡(luò)或被擊穿。這就是我們所說的過電壓，對于瞬間的高位電壓，即便是時間非常短促，也會造成較大的破壞，所以，必須要采用相關(guān)的措施，防止電力電纜承受過電壓。過電壓一般是由于電力設(shè)備進行拉閘或者導通管換相時，電路中的電感元件，由于電流的突然變化造成感應電動勢，最主要的特點就是時間短，呈現(xiàn)出尖峰狀態(tài)。
2.3絕緣老化
橡皮、塑料等材料在受熱之后容易發(fā)生熱老化，在有氧、熱共同作用下，會出現(xiàn)熱氧老化。高聚物在熱的作用下可發(fā)生交聯(lián)和熱降解反應，一些材料在溫度達到一定程度時會析出HCl。一般熱氧化作用下，會生成過氧化物、自由基等，過氧化物又生成兩個自由基，自由基在參與到反應中，最后生成低分子物質(zhì)或單基物質(zhì)，出現(xiàn)這種物質(zhì)時，表明電纜的性能已經(jīng)下降的非常大，電纜呈現(xiàn)出發(fā)粘、變軟，機械強度下降等狀態(tài)或者呈現(xiàn)出變硬、變脆等，導致電纜表現(xiàn)出現(xiàn)裂紋。
2.4其它原因
除了上述的幾種原因以外，電纜故障還會因為一些因素導致：首先，電纜質(zhì)量的不佳，主要是電纜絕緣質(zhì)量不達標，電纜絕緣材料的不合格，這種電纜在短時間內(nèi)就會出現(xiàn)故障；其次，由于在電纜鋪設(shè)時，要經(jīng)過嚴格計算設(shè)計，如果線路中存在較大的欺負落差，會導致電纜內(nèi)部的絕緣油流失，造成絕緣能力下降，這需要在設(shè)計的時候按照規(guī)范進行線路的設(shè)計；第三，化學物腐蝕。電纜線路在經(jīng)過酸性土壤或鹽堿地時，往往會造成線纜表面的服飾；第四，地面局部下沉影響。受地震等地質(zhì)災害或者大型建筑基礎(chǔ)下沉等作用的影響，很容易對電纜的表面造成損傷，形成故障；第五，過負荷運行時間過長。因為過負荷運行，電纜自身的溫度會不斷上升尤其是在夏季，電纜升溫往往會造成薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，這也是為什么夏季經(jīng)常出現(xiàn)線路故障的主要原因。
3常用的電纜故障測距檢測方法
3.1電橋法：將被測電纜終端故障相與非故障相端接，電橋兩臂分別接故障相和非故障相，通過調(diào)節(jié)電阻使得電橋達到平衡，通過公式計算出故障點的距離。目前現(xiàn)場上電橋法用的越來越少，但是對于一些特殊故障沒有明顯的低壓脈沖反射，但又不容易用高壓擊穿，如故障電阻不太高的情況下，使用電橋法往往可以解決問題。電橋法的優(yōu)點是簡單、方便、精確度高，但它的重要缺點是不適用于高阻與閃絡(luò)性故障。
3.2低壓脈沖反射法：測試時向電力電纜的故障相注入低壓脈沖.該脈沖沿電纜傳播到阻抗小匹配點即故障點時.產(chǎn)生反射叫波送測試點由儀器記求下來，根據(jù)發(fā)射脈沖與反射脈沖的往返時間差和脈沖在電纜中傳播的波速度.便可計算出故障點離測試點的距離。優(yōu)點是簡單直觀，不需要知道電纜的準確長度等原始資料。缺點是不能適用于高阻與閃絡(luò)性故障。
3.3脈沖電流法：脈沖電流法是將電纜故障點用高壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，通過分析判斷電流行波信號在測量端和故障點往返一趟的時間來計算故障距離。脈沖電流法采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。
3.4二（多）次脈沖法：針對高阻接地時波形難判斷的情況，近幾年出現(xiàn)了二次脈沖理論，并在實踐中取得良好的效果，如奧地利保爾公司的SV3000/2100系統(tǒng)，此系統(tǒng)對低壓脈沖、脈沖電流法均可實現(xiàn)。
4常用的故障定點方法
4.1聲測定點法：聲測法是電纜故障的主要定點方法，主要用于測量高阻與閃絡(luò)性故障，測量時使用高壓設(shè)備使故障點擊穿放電，故障間隙放電時產(chǎn)生的機械振動，傳到地面，便聽到“啪、啪”的聲音，利用這種現(xiàn)象可以十分準確地對電纜故障進行定點。缺點是受外界干擾較大。
4.2聲磁法：在向電纜施加沖擊高壓信號使故障點放電時，會在電纜的外皮與大地形成的回路中感應出環(huán)流來，這一環(huán)流在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場，在監(jiān)聽到聲音信號的同時，接受到脈沖磁場信號，即可判斷該聲音是由故障點放電產(chǎn)生的，故障點就在附近。
4.3：音頻感應法：音頻感應法一般用于探測故障電阻小于10Ω的低阻故障，探測時，用1kHZ的音頻信號發(fā)生器向待測電纜通音頻電流，發(fā)出電磁波；然后在地面上用探頭沿被測電纜路徑接收電磁場信號，并將之送入放大器進行放大，將放大后的信號送入耳機或指示儀表，根據(jù)耳機中聲響的強弱或指示儀表的指示值大小而定出故障點的位置，當探頭從故障點前移1-2m時，音頻信號中斷，則音頻信號最強處為故障點。
5結(jié)語
總體而言，電力電纜的故障查找在理論上和工程實踐方面都還需要我們繼續(xù)深入發(fā)現(xiàn)和解決各項技術(shù)問題，尤其重要的是做到故障的防范措施。要嚴把試驗和驗收關(guān)，按相關(guān)技術(shù)指標對新裝電力電纜進行試驗、驗收；加強電力電纜巡視檢查；利用電力電纜在線監(jiān)測裝置來實時監(jiān)測電網(wǎng)中電纜的實際運行狀態(tài)等，力爭將電纜故障的發(fā)生幾率降低至最低限，確保電網(wǎng)的正常運行。
參考文獻：
2012年9月，武廣OLT下掛的ONU廣州北站發(fā)生了一次故障，此故障的處理過程幾乎囊括了OLT故障處理的所有手段，是OLT故障處理的一個典型案例。
現(xiàn)象描述：廣州北站ONU第一條電路PCM告警，本室做2M環(huán)回，OLT側(cè)正常。打直2M后，告警消失。第二天，又發(fā)生相同告警，檢查發(fā)現(xiàn)2M頭虛焊，重做2M頭告警消失。PCM告警消失后，工區(qū)反映所有電話呼入呼出都忙音。
對于OLT單個用戶故障，一般從三個方面入手：1、外線故障。在機房MDF架甩開外線，插上話機聽是否正常，如正常便是外線原因。2、硬件故障。ASL板故障、PV4板故障、PWX板故障、時鐘問題以及用戶話機故障 。因為是單個用戶出現(xiàn)問題，所以一般不可能是整塊板及時鐘問題，大都是ASL板上相應的端口問題或話機問題。3、數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤。用戶數(shù)據(jù)由交換機側(cè)設(shè)置，檢查用戶數(shù)據(jù)即可。
大面積用戶故障，主要有三種：
1、網(wǎng)管維護系統(tǒng)中，半框或整框單板呈現(xiàn)為紅色故障態(tài)。故障原因包括：數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤，傳輸問題，PV4板硬件故障。
2、半框或整框用戶板故障，但PV4板正常。故障原因包括： 2M收發(fā)接反，或把到其它框的2M接到了故障框。
3、忙音現(xiàn)象。故障原因有四種：（1）用戶過多，話路不夠分配。一個ONU兩條2M，可以滿足60個用戶同時提機通話，按照收斂比1：4，可以安裝240個用戶。超過240個用戶，可能會有忙音現(xiàn)象出現(xiàn)。這個問題通過擴容便可以解決。（2）2M鏈路硬件故障。由于2M鏈路連接不好，引起2M鏈路物理層的故障。觀察網(wǎng)管是否有線路告警，通過逐段環(huán)回等操作定位。（3）2M鏈路正常，但是呼叫時隙分配到該鏈路時不能通話。可能是由于2M鏈路連接交叉錯位引起（俗稱鴛鴦線），通過維護臺發(fā)起鏈路身份標識，便可驗證是否鴛鴦線。（4）配置的2M鏈路數(shù)與實際使用的2M鏈路不一致。例如某站點開通了4條2M，實際使用了2條，未使用的兩條2M進行了環(huán)回，用戶呼入呼出占到環(huán)回鏈路，就會忙音。刪除多余鏈路，便可正常使用。
下面我們詳細描述本次故障的處理流程。
1.網(wǎng)管單板狀態(tài)都正常，無任何告警。
2.因為不是新開局，所以排除數(shù)據(jù)設(shè)置問題。
3.該站只有21個用戶，話路足夠使用。
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、 系統(tǒng)開發(fā)方法及相關(guān)技術(shù)
電力故障定位系統(tǒng)采用基于SOA架構(gòu)的微軟.NET技術(shù)進行軟件開發(fā)。應用微軟的.NET Framework框架三層架構(gòu)，將數(shù)據(jù)層(DAL)、應用層(UI)和業(yè)務(wù)層(BLL)進行了分離，業(yè)務(wù)層通過數(shù)據(jù)層訪問數(shù)據(jù)庫，保護數(shù)據(jù)安全，利于負載平衡，提高運行效率，方便構(gòu)建不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式應用其中。業(yè)務(wù)層的主要作用是接收用戶的指令或者數(shù)據(jù)輸入，同時負責將業(yè)務(wù)邏輯層的處理結(jié)果顯示給用戶。應用層主要對用戶的請求接受，以及數(shù)據(jù)的返回，為客戶端提供應用程序的訪問。這樣，其主要目的是降低業(yè)務(wù)系統(tǒng)各層之間的或其他系統(tǒng)間的耦合度，提供安全數(shù)據(jù)通信，提高系統(tǒng)可擴展性、兼容性以及集成能力。
1.1 SOA架構(gòu)
SOA架構(gòu)，是英文Service Oriented Architecture的縮寫，即面向服務(wù)的架構(gòu)，它是指在Internet環(huán)境下，通過連接能完成特定任務(wù)的獨立功能實體實現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)的組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，從而使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。
傳統(tǒng)的Web（HTML/HTTP）技術(shù)有效的解決了人與信息系統(tǒng)的交互和溝通問題。而WEB服務(wù)(XML/SOAP/WSDL）技術(shù)更為有效的解決了信息系統(tǒng)之間的交互和溝通問題。SOA架構(gòu)采用了面向服務(wù)的商業(yè)建模技術(shù)和WEB服務(wù)技術(shù)，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)間的松耦合，以及系統(tǒng)間的整合與協(xié)同。因此，SOA架構(gòu)的一個服務(wù)用.NET或J2EE都可以實現(xiàn)，因而使用該服務(wù)的應用程序可以在不同的平臺之上，使用的語言也可以不同。
鑒于SOA架構(gòu)的巨大優(yōu)越性，全球所有的軟件公司，如ORACLE、微軟、IBM、金蝶等，都相繼推出了支持SOA架構(gòu)的軟件開發(fā)平臺或軟件系統(tǒng)。這樣，更加迅速地促進了SOA架構(gòu)的完善和推廣，因而J2EE和.NET兩大軟件開發(fā)平臺都完全支持SOA架構(gòu)的軟件開發(fā)全流程。
SOA架構(gòu)包含了運行環(huán)境、編程模型、架構(gòu)風格和相關(guān)方法論等在內(nèi)的一整套新的分布式軟件系統(tǒng)構(gòu)造方法和環(huán)境，涵蓋了服務(wù)的整個生命周期：建模-開發(fā)-整合-部署-運行-管理。
WSDL是Web 服務(wù)描述語言，是英文Web Services Description Language的縮寫。它其實是一個 XML 實例文檔，符合用于服務(wù)請求方和服務(wù)提供者之間的通信的 W3C 標準 XML 語法。它描述 Web 服務(wù)如何工作。正是由于 WSDL 文件，Web 服務(wù)才被稱為“自描述”，因為可以從 WSDL 文件生成 SOAP 消息。事實上，很多工具都可以從 WSDL 文件創(chuàng)建客戶機代碼。
UDDI 是一種目錄服務(wù)，使用它可以對 Web services 進行注冊和搜索。是英文Universal Description, Discovery and Integration的縮寫，可譯為“通用描述、發(fā)現(xiàn)與集成服務(wù)”。
SOAP是一種輕量的、簡單的、基于 XML 的簡單對象訪問協(xié)議，它被設(shè)計成在 WEB 上交換結(jié)構(gòu)化的和固化的信息。 SOAP 可以和現(xiàn)存的許多因特網(wǎng)協(xié)議和格式結(jié)合使用，包括超文本傳輸協(xié)議（ HTTP），簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP），多用途網(wǎng)際郵件擴充協(xié)議（MIME）。它還支持從消息系統(tǒng)到遠程過程調(diào)用（RPC）等大量的應用程序。
1.2 微軟.NET Framwork框架
微軟.NET Framework框架是支持生成和運行下一代應用程序和 XML Web Services 的內(nèi)部 Windows 組件。它以系統(tǒng)虛擬機作為編程平臺，以通用語言運行庫（Common Language Runtime）為基礎(chǔ)，支持多種語言（C#、VB、C++、Python等）的軟件開發(fā)平臺。
微軟.NET Framework框架主要包括公共語言運行時(CLR)和.Net Framework類庫(FCL)，以及VC++ .NeT、C#、VB .NeT和VJ#開發(fā)語言工具。
微軟.NET Framework框架的最高版本現(xiàn)為.NET Framework 4.5，它是從1.1、2.0、3.0、3.5、4.0不斷發(fā)展而來。在實際軟件項目中應用最多的是3.5和4.0兩個版本。
完全支持微軟.NET Framework 3.5框架的是Windows Studio .NET 2008及以上版本。
微軟.NET Framework框架支持最新的SOA架構(gòu)，它是當今最流行的Web軟件框架之一。另外，基于JAVA的框架和基于C++的框架。
微軟.NET Framework框架具有運行穩(wěn)定、開發(fā)簡便、易學的優(yōu)點，更因為現(xiàn)在絕大多數(shù)的計算機的操作系統(tǒng)都是屬于微軟公司開發(fā)的Windows系列，更為廣大的軟件工程師所喜愛，因此，本系統(tǒng)采用了微軟.NET Framework框架。
1.3 互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)IIS6.0
IIS，是指互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)，是英文Internet Information Services的縮寫。它是由微軟公司提供的基于運行Microsoft Windows的互聯(lián)網(wǎng)基本服務(wù)的Web服務(wù)組件，又稱為文件和應用程序服務(wù)器，包括Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、NNTP服務(wù)器和SMTP服務(wù)器等，分別提供網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸、新聞服務(wù)和郵件發(fā)送等功能[7]。
IIS互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的最高版本為8.0，常用版本為6.0。下面詳細介紹6.0版本的功能和特點。
通常情況下，開發(fā)出來的Web程序部署在IIS6.0上，即可提供給客戶機通過像IE8.0這樣的瀏覽器，就可以訪問該Web程序了。電力故障定位系統(tǒng)的程序最終就部署在IIS6.0應用程序服務(wù)器上。
1.4 SQLSERVER數(shù)據(jù)庫
SQL Server數(shù)據(jù)庫是微軟的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它的最新版本是SQL SERVER 2012，于2012年4月1日正式推出。另外，常用的還有SQL SERVER 2005和SQL SERVER 2008兩個版本。
SQL Server數(shù)據(jù)庫采用SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言，SQL是英文Structured Query Language的縮寫。SQL語言是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標準語言。它可以用來執(zhí)行各種各樣的操作，例如更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)等。目前，絕大多數(shù)流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如Oracle, SQL Server, Sybase, DB2等都采用SQL語言作為各自的數(shù)據(jù)庫語言標準。
SQL Server數(shù)據(jù)庫與 微軟的Visual Studio、Microsoft Office System 以及其他的微軟開發(fā)工具包都具有緊密集成應用。在微軟推出的集成開發(fā)平臺中，已經(jīng)具備了整個軟件工程生命周期所需要的全部支持。
SQL Server數(shù)據(jù)庫管理器的主要數(shù)據(jù)庫對象，包括表、視圖、存儲過程、定時作業(yè)等[8]。
存儲過程Procedure，是SQL Server數(shù)據(jù)庫的編程功能的基礎(chǔ)。它通常是組成一個邏輯單元的Transact-SQL語句的有序集合。存儲過程允許使用變量和參數(shù)，也可使用選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)。
二、 需求分析
軟件需求分析是整個軟件開發(fā)的初始，關(guān)系到軟件系統(tǒng)開發(fā)的成敗，是決定軟件產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。通過需求分析，把軟件功能和性能的總體概念描述為具體的軟件需求規(guī)格說明，奠定軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。
常見的需求分析方法有結(jié)構(gòu)化分析方法、面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǖ?。其中結(jié)構(gòu)化分析方法是現(xiàn)有的軟件開發(fā)方法中最成熟、應用最廣泛的方法，它是一種面向過程的需求分析方法[11]。
隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，對業(yè)務(wù)應用系統(tǒng)日益要求快速響應、交互及低成本維護，也由于面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǖ睦碚摵凸ぞ叩耐晟?，面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄔ絹碓降玫礁嗟膽?。電力故障定位系統(tǒng)的需求分析也采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒▉硗瓿伞?/p>
2.1 業(yè)務(wù)需求
電力故障定位系統(tǒng)的業(yè)務(wù)主要包括兩大模塊，一是后臺主站系統(tǒng)模塊，二是線路監(jiān)測系統(tǒng)模塊。
后臺主站系統(tǒng)模塊，又稱為故障定位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，和負責電力線路在線實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集器通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，將采集到的實時數(shù)據(jù)和故障告警存儲至數(shù)據(jù)庫中，并可通過短信服務(wù)及時通知相關(guān)人員進行處理。
線路監(jiān)測系統(tǒng)模塊，由數(shù)據(jù)采集器和無線故障定位監(jiān)測器等組成。無線故障定位監(jiān)測器集合了短路和接地故障的“遙信”及直接取代線路取樣CT實現(xiàn)無線“遙測”功能。數(shù)據(jù)采集器具有“三遙”功能，有光纖、GPRS及無線端口，無線端口具有與無線故障定位監(jiān)測器進行無線通信的功能，GPRS端口具有與后臺主站系統(tǒng)進行無線通信的功能，光纖端口具有通過光纖直接與后臺主站系統(tǒng)進行通信的功能。
2.1.1 業(yè)務(wù)描述
1.后臺主站系統(tǒng)模塊。包括系統(tǒng)管理、系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢等子模塊。通過系統(tǒng)管理子模塊，可以登錄本系統(tǒng)，注銷本系統(tǒng)，以及退出本系統(tǒng)。通過系統(tǒng)設(shè)置子模塊，可以完成采集器和指示器的增加、修改、刪除，以及指示器數(shù)據(jù)定義召測、下發(fā)等功能。通過數(shù)據(jù)查詢子模塊，可以查詢故障定位告警、總召數(shù)據(jù)等遙測量，以及故障歷時記錄等功能。
2.線路監(jiān)測系統(tǒng)模塊。
應用于中高壓輸配電線路，可檢測短路和接地故障并指示出來，可以監(jiān)測線路和變壓器（高壓側(cè)）的運行情況。
2.2 功能需求
功能需求定義了必須實現(xiàn)的軟件功能，使得用戶通過這些功能完成他們的任務(wù)，從而滿足業(yè)務(wù)需要。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析中，功能需求是常常用用例圖來描述的。首先要抽取出軟件系統(tǒng)有哪些角色，然后獲得不同角色具有不同的功能。
2.2.1 角色分析
電力故障定位系統(tǒng)在大多數(shù)情況下，有電力調(diào)度人員、電力維護人員等來使用和管理，不過其功能是完全相同的。因此，從電力故障定位系統(tǒng)的實際需求來分析，系統(tǒng)涉及到角色：系統(tǒng)管理、作業(yè)管理。
2.2.2 業(yè)務(wù)功能
以下從業(yè)務(wù)角度出發(fā)，給出了電力故障定位系統(tǒng)的總體用例圖，包含系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢等用例，為了簡化處理，歸納為管理員和作業(yè)員兩個角色。管理員角色主要負責系統(tǒng)設(shè)置，當然也還可以進行數(shù)據(jù)查詢。而作業(yè)員角色，則只有數(shù)據(jù)查詢功能。
2.2.2.1 系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)設(shè)置具有采集器信息、指示器信息和指示器數(shù)據(jù)定義三個子功能。采集器信息功能具有增加采集器信息、刪除采集器信息、修改采集器信息、檢索采集器信息等子功能。指示器信息功能具有增加指示器信息、刪除指示器信息、修改指示器信息、檢索指示器信息等子功能。指示器數(shù)據(jù)定義功能具有指示器數(shù)據(jù)召測和指示器數(shù)據(jù)下發(fā)等子功能。
2.2.2.2 數(shù)據(jù)查詢
數(shù)據(jù)查詢具有告警查詢、故障歷史查詢和總召數(shù)據(jù)查詢?nèi)齻€子功能。其中，告警查詢功能具有按條件檢索告警、打印導出告警等子功能。故障歷史查詢功能具有按條件檢索故障歷史、打印導出故障歷史等子功能?？傉贁?shù)據(jù)查詢功能具有按條件檢索總召數(shù)據(jù)、打印導出總召數(shù)據(jù)等子功能。
2.3數(shù)據(jù)需求
經(jīng)過對業(yè)務(wù)需求和功能需求分析得知，電力故障定位系統(tǒng)所需的類和各類間的關(guān)系。系統(tǒng)設(shè)置類提供對采集器信息、指示器信息、指示器數(shù)據(jù)定義各類的操作，數(shù)據(jù)查詢類提供對告警記錄、故障歷史記錄、總召數(shù)據(jù)記錄各類的維護。
2.3.1 系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)設(shè)置類包括采集器信息、指示器信息、指示器數(shù)據(jù)定義三個子類。其中，采集器信息類包括了采集器地址、采集器名稱、RF模塊地址、SIM卡號等主要屬性。指示器信息類包括了指示器地址、指示器名稱、線路號、指示器相位等主要屬性。指示器數(shù)據(jù)定義類包括了速斷電流、速斷延時、過流電流、過流延時、暫態(tài)電流增量、相電場下降比例、相電場下降延時、指示器復歸時間、RF主動發(fā)送間隔時間等主要屬性。
2.3.2 數(shù)據(jù)查詢
從數(shù)據(jù)查詢類包括告警信息、故障歷史信息、總召數(shù)據(jù)信息三個子類。其中，告警信息類包括了所屬局、所屬所、所屬線路、所屬采集器、所屬指示器、告警時間、告警內(nèi)容、記錄時間、線路號、A相電流、B相電流、C相電流等主要屬性。故障歷史信息類包括了所屬局、所屬所、所屬線路、故障時間、故障內(nèi)容、記錄時間等主要屬性。
3.1 總體設(shè)計
3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則
1、系統(tǒng)擴展性原則
2、系統(tǒng)開放性
3、系統(tǒng)安全性
4、穩(wěn)定可靠性
3.1.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安裝和運行SQL SERVER數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Web服務(wù)器安裝了IIS6.0互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)軟件，電力故障定位系統(tǒng)的應用程序由IIS6.0進行部署和運行, 以靜態(tài)或動態(tài)網(wǎng)頁的形式存放于Web服務(wù)器上。電力故障定位系統(tǒng)的應用程序通過數(shù)據(jù)庫接口和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互。指示器對電力配電線路進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)有任何故障及時通過采集器發(fā)往電力故障定位系統(tǒng)的監(jiān)控中心，并由監(jiān)控中心及時通知電力運行人員以進行維護或搶修。電力運行人員通過客戶端瀏覽器，可以維護和管理采集器及指示器，以及查詢告警、故障歷史和總召數(shù)據(jù)等記錄。
3.1.3 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計
電力故障定位系統(tǒng)一共分為系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)據(jù)查詢兩個子系統(tǒng)。其中，系統(tǒng)設(shè)置子系統(tǒng)又分為采集器管理、指示器管理、指示器數(shù)據(jù)定義管理共3個模塊。數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)又分為告警管理、故障歷史管理、總召數(shù)據(jù)管理共3個模塊。
3.2 功能模塊設(shè)計
3.2.1 系統(tǒng)設(shè)置
3.2.1.1 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計
“系統(tǒng)設(shè)置”功能主要是供用戶對采集器信息、指示器信息、指示器數(shù)據(jù)定義召測信息、指示器數(shù)據(jù)定義下發(fā)信息進行查詢；此外，該功能還對采集器信息、指示器信息進行增加、修改、刪除，以及對指示器數(shù)據(jù)定義進行召測和下發(fā)。
3.2.1.2 類圖設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)置類圖，依據(jù)功能需求和數(shù)據(jù)需求，系統(tǒng)設(shè)置類包括采集器信息、指示器信息和指示器數(shù)據(jù)定義三個子類。
3.2.1.3 順序圖設(shè)計
增加采集器信息功能是完成新的采集器的錄入的任務(wù)。
修改采集器信息功能是完成已經(jīng)錄入的采集器的修改任務(wù)。
刪除采集器信息功能是完成已經(jīng)錄入的采集器的刪除任務(wù)。
召測指示器數(shù)據(jù)定義功能是指將指示器數(shù)據(jù)定義從指定的指示器遙測并顯示到界面和存儲至數(shù)據(jù)庫的過程。
下發(fā)指示器數(shù)據(jù)定義功能是指將給定的指示器數(shù)據(jù)定義下發(fā)至指定的指示器并存儲至數(shù)據(jù)庫的過程。
作為電網(wǎng)能量轉(zhuǎn)換和傳輸中的重要設(shè)備，電力變壓器的運行質(zhì)量對于提高整個輸電系統(tǒng)的安全、系統(tǒng)化工作及經(jīng)濟效益具有至關(guān)重要的作用。然而，長期以來電力系統(tǒng)對于電力變壓器的維護和診斷都存在不同程度的問題，這對電力變壓器的運行造成了非常不利的影響。因此，加強有關(guān)電力變壓器的維護與故障診斷的分析研究，對于提高電力變壓器的可靠運行具有重要的現(xiàn)實意義。
一、電力變壓器的日常維護要點
1.運行狀況的檢查：定時檢查電壓、電流、負荷、功率因數(shù)、環(huán)境溫度有無異常；及時記錄各種上限值，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
2.變壓器溫度檢查：不定時測量變壓器運行溫度，并與變壓器本身溫度計進行對比，確保測溫儀正常。
3.鼓風機的檢查：查看聲音是否正常，并確認無震動和異常溫度。
4.外觀檢查：查看變壓器兩側(cè)母線有無懸掛物，各接點處有無發(fā)黑、發(fā)熱現(xiàn)象。
5.嗅味：當溫度異常升高時，變壓器附著的贓物或絕緣件是否燒焦，發(fā)生臭味，應及時清掃、處理。
6.日常巡點檢。
①變壓器金具連接是否緊固；引線不應過松或過緊。
②瓷瓶、套管是否清潔，有無破損裂紋、放電痕跡及其它異?，F(xiàn)象，并檢查變壓器高低壓接頭是否牢固，有沒有接觸不良或發(fā)熱的現(xiàn)象。
③變壓器外殼接地點接觸是否良好，基礎(chǔ)是否完整，有無下沉、水泥脫落或裂紋。
④檢查變壓器的運行聲音是否正常；正常運行時有均勻的嗡嗡電磁聲，如內(nèi)部有噼啪的放電聲則可能是繞組絕緣的擊穿現(xiàn)象，如出現(xiàn)不均勻的電磁聲，可能是鐵芯的穿芯螺栓或螺母有松動。
⑤變壓器油色、油位是否正常，各部位有無滲漏油現(xiàn)象。
⑥瓦斯繼電器有無滲漏油，防雨罩有無脫落。
⑦有載調(diào)壓裝置電源指示正確，分接頭指示正確。
⑧風扇運轉(zhuǎn)正常、無異常聲音、端子箱內(nèi)二次接線接頭有無送動、發(fā)熱。
二、電力變壓器的故障診斷分析
1.接頭過熱
變壓器的接頭出現(xiàn)過熱時會引起接線燒斷故障，可以采用兩種方法進行故障消除：
①采用普通連接方式，在變壓器的接面處制造一個平面，并清理其表面的雜質(zhì)，然后用導電膏進行全面均勻涂抹，以此保證連接的有效性；
②采用鋁制質(zhì)或銅質(zhì)電線進行連接。在電線連接時，要設(shè)置兩端分別為銅導體與鋁導體特殊觸頭。
2.鐵芯多處接地
按照設(shè)計要求鐵芯只能出現(xiàn)一處接地，如果出現(xiàn)多處接地的情況就會影響鐵芯的正常運行，進而造成變壓器的性能受損。故障處理中可以直接進行開箱檢查，然后剪除多余的接地線；還可以采用直流電流沖擊法進行排除。故障排除方式為：先把鐵芯的接地線完全拆除，然后在鐵芯和油箱之間進行重復多次的直流電壓沖擊，這樣便能燒毀多余的接地線。
3.變壓器漏油
變壓器漏油不僅會引起嚴重的環(huán)境污染，還會影響變壓器運行的安全性和穩(wěn)定性。變壓器漏油分為防爆管漏油和焊接處漏油兩種：
①防爆管漏油，防爆管的主要功能是為變壓器的油箱提供防護避免出現(xiàn)破裂問題。而在使用防爆管時其外部的玻璃膜很容易在劇烈震動下發(fā)生破裂，如果不能及時更換就會引起絕緣紙受潮。處理方式為直接將防爆管拆除，然后合理改裝壓力釋放閥門；
②焊接處漏油，此種故障處理時：對于三面的連接部位要先將鐵板裁剪形成三角形后再進行補焊；兩面連接部位要先將鐵板裁剪成紡錘狀再進行補焊。
4.輕瓦斯保護動作
輕瓦斯動作一般是由變壓器內(nèi)部輕微故障，產(chǎn)生小量氣體；變壓器油位下降，并低于瓦斯繼電器，空氣進入氣體繼電器等引起，一般情況檢查油位、二次回路、收集氣體做鑒定，若氣體可燃且色譜分析不正常，氣體為淡灰色時說明變壓器內(nèi)部絕緣材料故障；顏色為黑色時可能是鐵芯燒壞；顏色為微黃色時可能是變壓器內(nèi)本質(zhì)材料故障。
5.重瓦斯保護動作
當變壓器內(nèi)部發(fā)生短路時，故障點的電弧引起高溫，造成絕緣物和變壓器油分解，產(chǎn)生大量氣體，并快速流動，使重瓦斯動作。
處理方法：
①檢查外殼有無異常變形、油枕油面是否正常；
②絕緣電阻測試，測量變壓器絕緣是否良好；
③取油樣進行試驗；
④檢查高低壓側(cè)引線有無燒傷或短路現(xiàn)象；
⑤檢查瓦斯繼電器有無滲水。
在這里值得的一提的是2008年8月2日我公司長坡降壓站2#主變由于連日降雨變壓器重瓦斯保護動作跳閘，技術(shù)人員對變壓器進行絕緣電阻、直流電阻、油樣試驗等一系列的檢查后，最后對瓦斯繼電器進行檢查，發(fā)現(xiàn)瓦斯繼電器滲水，引起接線柱短路使變壓器重瓦斯保護動作跳閘。
6.差動保護動作
如果變壓器發(fā)生差動保護動作：
①檢查差動保護一次設(shè)備和保護二次回路。并查看是否由于保護誤動或人為誤動；
②對變壓器進行絕緣電阻及直流電阻試驗；
③檢查保護整定數(shù)值是否正確。
2011年我公司16000KVA變壓器在帶負荷投運時20分鐘左右差動保護動作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)保護定值的差動不平衡系數(shù)設(shè)置錯誤，從而導致差動保護動作使變壓器跳閘，后重新計算整定，變壓器恢復正常。
7.直流電阻不平衡
測量變壓器的直流電阻是變壓器試驗中的一項重要性能參數(shù)，16000KVA以下變壓器相間直流電阻不平衡率為4%，線電阻不平衡率為2%，若超出規(guī)定范圍，主要原因為：
①變壓器本身缺陷引起主要包括繞組中存在匝間短路；繞組數(shù)量有誤差；
②導線質(zhì)量不符合要求；
③引線與套管導桿或分接開關(guān)之間連接不緊；
④分節(jié)開關(guān)接觸不良，此類故障是造成變壓器直流電阻不平衡率超標概率最高的。
三、結(jié)束語
變壓器的維護及故障診斷水平將直接關(guān)系到變壓器的運行質(zhì)量和使用壽命。因此，相關(guān)技術(shù)及維護人員要加強對變壓器維護和故障診斷技術(shù)的學習與掌握，不斷拓展新型檢測方法和檢測技術(shù)，以逐步提高變壓器的運行質(zhì)量。
參考文獻
[1]吳立增.變壓器狀態(tài)評估方法的研究[D].華北電力大學（河北），2012，13（14）：74-75.
0、引言
組合電器式開關(guān)直流回路寄生會造成當發(fā)生直流接地在斷空開時接地不消除或接地發(fā)生轉(zhuǎn)換，嚴重時可能會引起誤動作；兩路直流系統(tǒng)寄生會使絕緣監(jiān)察裝置誤報接地告警信號；切換母線電源與電度切換電源回路共用切換回路會造成直流回路寄生；開關(guān)操作回路中交直流回路共同布線當交流回路發(fā)生燒毀時會造成開關(guān)跳閘；中性點不接地系統(tǒng)PT一次接地端未接好會造成PT二次回路電壓畸變； SF6開關(guān)在發(fā)生直流接地或直流系統(tǒng)波動較大時會引起母聯(lián)開關(guān)正常運行時跳閘。
1 問題及原因分析
1.1 操作回路切換引起的直流回路寄生
組合電器式開關(guān)由于遠近控操作回路切換引起的直流回路寄生。
某新建變電所竣工驗收工作時，在對110kV組合電器設(shè)備電源回路檢查時發(fā)現(xiàn)，當對開關(guān)作就地及遠方切換回路時兩組電源存在寄生回路。此回路導致開關(guān)就地操作電源與保護屏操作箱電源之間存在電聯(lián)系。根據(jù)規(guī)程：每組斷路器的直流電原僅且只能由一組熔斷器供電。簡單圖示如下：
由此圖可以看出保護操作箱負電源以及開關(guān)柜內(nèi)負電源都未引入開關(guān)柜處遠方就地切換把手，而且開關(guān)機構(gòu)的負電源唯一使用由開關(guān)操作機構(gòu)空開提供的負電源，此回路造成保護操作箱與開關(guān)操作機構(gòu)負電源寄生。此問題會造成當發(fā)生直流接地在斷空開時接地不消除或接地發(fā)生轉(zhuǎn)換，嚴重時可能會引起誤動作。改進方法如圖1中虛線所示，即兩組正負電源均經(jīng)切換把手。
1.2 絕緣監(jiān)察裝置誤報接地告警信號
由于閃光回路的原因引起兩路直流系統(tǒng)寄生，從而使絕緣監(jiān)察裝置誤報接地告警信號。
某220kV變電所進行了主變保護雙重化換型工作，在換型之后該220kV變電所直流系統(tǒng)未進行雙重化。換型工作時，保護裝置按兩套直流系統(tǒng)接入但是對于閃光回路三側(cè)操作箱回路只能用一套。隨后不久，該變電站進行了直流系統(tǒng)雙重化改造。在一年內(nèi)的定期檢驗工作中，傳動主變跳三側(cè)的保護時。每當開關(guān)位置與操作把手位置不對應時，直流絕緣監(jiān)察裝置就會發(fā)接地報警信號。經(jīng)分析查找原因如下圖所示：
由圖2可以看出，當220kV側(cè)開關(guān)與110kV側(cè)開關(guān)發(fā)生不對應時，兩套直流系統(tǒng)通過閃光回路連接。此類直流系統(tǒng)特點為：當兩套直流系統(tǒng)一旦有連接點，相應的絕緣監(jiān)察裝置就會報接地信號。后來經(jīng)過與直流班共同核實證實，此次直流雙重化改造時第二套直流系統(tǒng)未引入閃光母線。經(jīng)過保護人員與直流班人員共同努力加裝了第二套直流系統(tǒng)閃光母線，后來再次傳動開關(guān)問題得以解決。加裝后接線如圖中虛線所示,并在圖示處斷開原有接線。
1.3 共用切換回路造成直流的回路寄生
因電壓切換回路切換母線電源與電度切換電源回路共用切換回路，造成直流回路寄生。
有些變電所內(nèi)存在電壓切換回路專用母線，此切換母線專用于對電度表的切換。但是保護裝置的電壓也需要切換，而且這兩個回路共用一組刀閘輔助接點。這種回路會造成控制電源與切換母線之間存在寄生回路。而且電度表的切換繼電器為110V繼電器，而保護裝置的切換箱大多采用220V電源在此情況下會多次發(fā)生燒毀電度表切換繼電器的事件。另外當發(fā)生直流接地時，當斷開保險時接地減弱
但不會完全消失，此類情況多發(fā)生在設(shè)備換型老站改造過程中。因為電度回路，受重視程度不夠且本身不屬于保護人員維護范圍所以容易忽視。但問題還是存在而且還很嚴重。具體情況如圖所示：
如圖所示實線為原接線方式，又因為KM為220V而GQM為110V所以會發(fā)生燒毀切換繼電器的情況。改造后接線如圖中虛線所示，并且應該斷開相應的斷開點。
1.4 造成開關(guān)跳閘
由于開關(guān)操作回路中交直流回路共同布線，當交流回路發(fā)生燒毀時造成開關(guān)跳閘的原因分析。
某變電所220kV開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)，采用交流電源作為開關(guān)操作打壓電源。而保護操作電源回路為直流回路，這兩個回路本身并未使用同一根電纜而且也無電聯(lián)系。按常理說符合我們的要求，但是交直流回路在機構(gòu)箱內(nèi)廠家出廠配線為捆扎在一起。由于新疆地區(qū)環(huán)境條件惡劣，特別是冬季室外寒冷夏季炎熱，再加之交流電纜長期通過大電流電纜芯線的防護層受損嚴重。在某年冬季由于機構(gòu)箱內(nèi)加熱電源小時一段時間后，又發(fā)生打壓接觸器線圈燒毀，相應的交流熔斷器未能及時熔斷，造成交流線燒化從而引起捆扎在一起的直流跳閘回路線燒毀，最終導致開關(guān)跳閘。此次事故教訓慘重引起我們的高度重視，首先先聯(lián)系廠家要求他們對此類交直流回路共同配線的機構(gòu)箱給予整改。
1.5 Pt二次回路電壓畸變
對于中性點不接地系統(tǒng)由于PT一次接地端未接好，造成PT二次回路電壓畸變原因分析。
某35kV變電所二次改造保護換型后送電時發(fā)現(xiàn)：10kVI母三相電壓不平衡且開口三角有電壓，三相電壓及開口電壓數(shù)據(jù)如下表：
由以上數(shù)據(jù)可以看出C相電壓明顯偏低，A、B相電壓偏高，LN有電壓。但所有相間電壓正常，一般情況下會認為是10kV線路發(fā)生接地或者是10kV母線發(fā)生鐵磁諧振，但是經(jīng)過檢查以上兩種情況都不是。后來懷疑為PT本身有問題，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)PT一次C相接地不良好。關(guān)于上述現(xiàn)象理論分析如下圖所示：
對于中性點不接地系統(tǒng)PT實際構(gòu)成了它的中性點且為接地如圖5所示，但是PT的一次阻抗值極大，所以相當于不接地。但是，PT二次電壓的大小與PT一次系統(tǒng)的平衡度及是否接地關(guān)系很大，如果三相PT接地良好則所得出的向量關(guān)系如圖4中實線所示，如果象上述C相接地不良好時，所得出的結(jié)果如圖4中虛線所示。所以由以上分析可以看出，當PT三相電壓出現(xiàn)不平衡時可能的原因有以下幾種：
（1）不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地；
（2）10kV母線發(fā)生鐵磁諧振；
（3）PT一次發(fā)生斷線（保險熔斷或刀閘接觸不良好）；
（4）PT一次接地不良好或未接地；
1.6 母聯(lián)開關(guān)正常運行時跳閘
由于SF6開關(guān)機構(gòu)中跳閘線圈啟動功率較小，當發(fā)生直流接地或直流系統(tǒng)波動較大時引起母聯(lián)開關(guān)正常運行時跳閘的原因分析。
某220kV變電所內(nèi)110kV母聯(lián)開關(guān)正常運行情況下突然跳閘，經(jīng)保護人員檢查系統(tǒng)無故障，也沒有相關(guān)的保護裝置動作使之跳閘。又經(jīng)檢修一次人員檢查開關(guān)一次機構(gòu)未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。經(jīng)過協(xié)商決定暫時先投運110kV母聯(lián)開關(guān)，但是經(jīng)過三天后再次發(fā)生110kV母聯(lián)開關(guān)正常運行情況下突然跳閘情況。經(jīng)過查找有關(guān)資料及對開關(guān)的實際有關(guān)跳合閘參數(shù)進行測定，發(fā)現(xiàn)此母聯(lián)SF6開關(guān)機構(gòu)跳閘線圈動作電壓偏低（≤50額定電壓），具體原因分析簡圖如下：
圖6中C1、C2為直流系統(tǒng)對地分布電容；C3為母聯(lián)控制電纜對地分布電容。以上所述跳閘原因為若當A點發(fā)生直流正極接地時，此時地點電位上升為＋220V由于電容兩端的電壓不能突變，所以C3電容的負端電位亦上升，有關(guān)資料計算表明此時加于TQ兩端的最高點壓為50額定電壓即110V。所以如果開關(guān)的跳閘線圈電壓低于50額定電壓則在發(fā)生直流正極接地時有可能會發(fā)生誤動，另外C3的電容值越大更易引起TQ動作，所以母聯(lián)因為所接的跳閘回路最多所以相應的C3值最大，所以這就是該220kV變電所多次跳母聯(lián)的原因。
所以規(guī)程規(guī)定：跳閘出口繼電器的啟動電壓不宜低于50直流額定電壓，以防止繼電器線圈正電源側(cè)接地時因直流回路過大的電容放電引起的誤動作；但也不應過高，以保證直流電源降低時的可靠動作和正常情況下的快速動作。
ECG- 6151 型心電圖機采用微處理器控制技術(shù)， 它具有自動選擇和轉(zhuǎn)換導聯(lián)， 自動定標、自動基線控制、自動靈敏度控制、自動記錄12 導聯(lián)心電圖等多項功能。該機采用了集成多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)。液晶顯示， 采用大規(guī)模專用集成電路， 交直流兩用， 手動自動兼?zhèn)洌?是一種綜合性能指標較高的單導便攜式心電圖機[1]?，F(xiàn)就維修中遇到的2例故障分析如下：
1 故障1
開機后LCD顯示正常，而按下自動鍵盤AUTO KEYBOARD上任何一個功能鍵，儀器均不能按所選擇的功能工作。
故障分析及維修：ECG6151鍵盤上的10個功能鍵通過一個編碼器IC701與微處理器IC101相連。當某個功能鍵和上時所相應產(chǎn)生的行，列信息由IC701進行編碼后，輸出四位BCD碼選通信號至IC101的PK端，IC701的ST端通過一個施密特觸發(fā)器IC704 1/6與IC101的INT端相連，功能鍵按下時在IC701的ST端輸出一個高電平觸發(fā)IC704 1/6，產(chǎn)生一個脈寬為0.1ms的低電平，使INT端有效微處理器就中斷現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)向執(zhí)行讀取PK端選通信號的程序。
排除：先檢查IC701的ST端，IC701的4腳，測得在按下功能鍵后ST端輸出正常，而IC704的4端無變化。同時發(fā)現(xiàn)電路中DC/DC變換器的功放管Q304手放在上面發(fā)燙。該變換器為自動鍵盤電路提供+5V工作電源[2]。查Q304發(fā)燙的原因是由于IC704損壞，造成IC701的ST端的選通信號不能輸?shù)轿⑻幚砥鞯腎NT端上。IC704是一個CMOS六施密特觸發(fā)器。在ECG-6151中采用了其中的四個觸發(fā)器。換上同樣的型號集成電路，故障消除。如果一時找不到同型號元件，也可以用國產(chǎn)5C40106，CC4哦06直接代換。換上后，在打1mv定標時。定標方波上升沿上出現(xiàn)微小的抖動，此時可適當?shù)恼{(diào)整C702，R702可排除。
2 故障2
描筆動作不連貫，出現(xiàn)不規(guī)則的跳躍，描筆的圖形嚴重失真，在上下方向經(jīng)常出現(xiàn)停頓。
故障分析及維修：ECG-6151型心電圖描筆記錄器是一種位置反饋式線性機械記錄裝置，比較容易出故障。這種描筆記錄器主要由描筆馬達線圈和位置傳感器組成。描筆上下方向出現(xiàn)停頓，先檢查位置傳感器有無障礙。卸下記錄筆，拔下位置傳感器與電路板的連接線插頭。用數(shù)字三用表測位置傳感器輸出至緩沖IC區(qū)的藍線與黑線之間的電阻為12.6～13.2K，屬正常范圍。故判斷必定是描筆下的記錄器描筆馬達線圈短路或是驅(qū)動信號沒送到描筆馬達線圈。觀察記錄描筆馬達線圈的引入線，外觀正常，用表測驅(qū)動輸出電壓（CPU104的1～2腳）打標時電壓變化正常，說明故障仍在描筆馬達線圈本身，用萬用表電阻檔測描筆馬達線圈電阻正常，用手撥動描筆，電阻測試表明引線時斷時續(xù)，仔細觀察引線輸入端，發(fā)現(xiàn)描筆馬達線圈與芯子間松動，引線在經(jīng)常性的擺動拉伸中時斷時通產(chǎn)生故障[3]。
排除：剪去已斷的引線重新焊好，通電后描筆工作正常。
參考文獻：
引言
隨著配網(wǎng)改造的不斷深入，電力電纜以其維護工作量少、穩(wěn)定性高且利于城市美化等優(yōu)點，得到了廣泛的應用。2015年底韶關(guān)供電局轄區(qū)的10kV電纜共1300km，但由于電纜線路的隱蔽性、測試設(shè)備落后、電纜資料不完善等原因，使電纜故障查找非常困難。如何快速、準確地查找電纜故障點位置是當前面臨的一個重大課題。
1 10kV電力電纜常見故障類型及原因
1.1 故障類型
常見的10kV電纜故障有短路（接地）型、斷線型、閃絡(luò)型等幾種。（1）接地或短路：導體連續(xù)性良好，導線對地或相間的絕緣電阻小于100kΩ為低阻接地或短路，大于100kΩ為高阻接地或短路。（2）斷線：有一相或數(shù)相導體不連續(xù)，工作電壓不能傳輸?shù)浇K端。（3）閃絡(luò)：正常電壓下電纜絕緣良好，當電壓升高到某一較高電壓持續(xù)一段時間后發(fā)生瞬時擊穿，當電壓降低后絕緣又迅速恢復的故障。一般出現(xiàn)在做預防性試驗時。（4）復合型：電纜線路具有兩種及以上的故障特性，如斷線接地等。
1.2 故障原因
（1）機械損傷、外力破壞。包括施工安裝造成的機械損傷，外施工開挖、車輛碾壓、土地沉降等引起的電纜接頭和本體損傷。（2）絕緣老化：長時間受運行中的電、熱、化學、環(huán)境等因素的影響，電纜的絕緣發(fā)生不同程度的老化。（3）絕緣受潮：終端頭或中間頭施工工藝不良，密封不嚴進水受潮。（4）過電壓：大氣與內(nèi)部過電壓作用，使電纜絕緣層擊穿。（5）材料缺陷：附件、本體制造和保存中發(fā)生的絕緣不良缺陷。
2 S32電纜故障定位系統(tǒng)原理
德國賽巴S32電纜故障定位系統(tǒng)采用ARM弧反射預定位技術(shù)和聲磁同步時間差定點測試技術(shù)，具有簡單、快速、準確、安全定位故障的特點。主要用于解決380V-220kV電纜的高阻型（占10kV電纜故障的90%）、閃絡(luò)型等電纜主絕緣故障。
2.1 ARM弧反射法原理。ARM弧反射法是通過比較參考波形和故障波形得到故障點的預定位距離，原理分為兩步：第一步：向故障電纜發(fā)射一個低壓脈沖，得到參考波形。如果是高阻和閃絡(luò)性故障，該波形顯示不出故障點的位置，但能夠顯示電纜中間頭和電纜遠端。第二步：高壓脈沖發(fā)生器向故障電纜發(fā)出一個高壓脈沖，使故障點處發(fā)生放電。在擊穿的瞬間，脈沖反射儀收到放電的觸發(fā)信號，脈沖反射儀自動向電纜發(fā)射一個低壓脈沖信號。由于這時故障電纜帶有高壓，低壓脈沖需要通過弧反射濾波器耦合到電纜上。弧反射濾波器也將耦合反射的脈沖，使脈沖反射儀在故障電纜帶有高壓時也能看到高阻故障點的反射波形。故障點的反射波形經(jīng)脈沖反射儀接收并顯示在屏幕上。由于故障點在閃絡(luò)放電瞬間變成了低阻故障，因此脈沖反射儀接收到的是低阻反射脈沖，因此T30-E的低阻反射脈沖是負極性的。由于脈沖反射儀能夠同時顯示參考波形和故障波形，所以故障點就在兩個波形的分叉點處。故障波形在故障點處顯示負極性的反射脈沖，參考波形在故障點處則沒有脈沖反射。
2.2 T16/9聲磁同步時間差法原理。對電纜周期性沖擊放電，如果故障點被擊穿，將發(fā)出電磁信號和閃絡(luò)聲波信號。由于聲磁信號傳播速度不同，T16/9的超靈敏探頭先后拾取電磁場信號和聲波信號，利用濾波功能對信號進行增益放大，并自動顯示聲磁時間差。當T16/9探頭在故障點正上方時，聲波走過的路程最短，因而時間差最小，結(jié)合耳機里放電聲音信號最大點，即可綜合確定該處就是真正的故障點。
3 S32電纜故障定位系統(tǒng)現(xiàn)場操作方法
3.1 故障性質(zhì)判斷。2014年12月12日06時44分中心站10kVF20旭日城Ⅱ用戶專線（型號：YJV22-3*300-2762m）接地跳閘。用2500V絕緣搖表搖測該電纜絕緣電阻：AO為400MΩ，BO為0MΩ，CO為500MΩ；用萬用表精確測量BO為250kΩ。判斷故障性質(zhì)為：B相電纜高阻接地故障。
3.2 ARM弧反射法預定位。將S32電纜故障定位系統(tǒng)接地線接地，接上AC220V電源。高壓連接電纜的紅色大夾子接故障相B相，高壓連接電纜的黑色小夾子接銅屏蔽層接地線。殘壓測試值為0V。開啟脈沖反射儀T30E，進行參數(shù)設(shè)置后，得到參考波形。高壓單元工作模式選為“ARM高級弧反射法”，升高電壓至16kV，等待3-5s，將調(diào)壓旋鈕回零，按下藍鍵，即得到ARM弧反射法故障波形。移動光標，得到故障距離S=1994m。現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)見圖1。
圖1 ARM弧反射法預定位圖
3.3 精確定位。高壓單元選擇“SWG沖擊”模式，升高輸出電壓16kV，對故障電纜周期性放電。安排一人看護儀器，另安排一組人使用T16/9精確定位故障點。到故障預定位距離1994m電纜井附近，聲磁同步時間差值最小，耳機聲音最大，確定故障點。打開電纜井發(fā)現(xiàn)，中間頭絕緣擊穿。
3.4 多故障點排除。切斷該故障中間頭，確認電纜終端頭各相導體線芯均懸空。分別測試兩端電纜絕緣水平，電阻值均在合格范圍內(nèi)，排除了有多個故障點的可能。
3.5 測試過程中遇到的問題。（1）參數(shù)設(shè)置錯誤：初次測試時，將T30E“范圍”調(diào)節(jié)為2km，小于故障電纜長度（2762m），導致參考波形和故障波形與實際不符，未能測出故障距離。（2）在多故障點排除過程中，未將電纜終端頭B相導體線芯剝干凈，B相電纜線芯與半導體層和銅屏蔽層接觸，對地電阻值測試為0MΩ，誤導工作人員再次使用S32電纜故障定位系統(tǒng)進行定位，耗費了大量時間。
4 測試經(jīng)驗總結(jié)
近幾年我們在電纜故障查找工作中不斷探索，積累了一定經(jīng)驗，為今后電纜故障快速查找提供有價值的參考。（1）使用ARM弧反射法形成故障波形的操作中，若波形不明顯，可選擇“SWG沖擊”模式對故障電纜進行多次充放電或使用電纜燒穿源擊穿故障點，一般需要5-l0min。在聽到清脆放電聲后，使用ARM弧反射法，此時的波形一般較為典型。（2）若故障點距離測試端太近，會產(chǎn)生盲區(qū)，使得波形難以判斷識別，此時可嘗試到電纜的另一端進行測試。建議每次查找電纜故障點時最好在電纜兩側(cè)各測試一次以作對比，這樣的成功率較高。（3）在使用S32電纜故障定位系統(tǒng)過程中，需要確認電纜終端頭各相導體線芯均懸空，對于切割后的電纜需要確保電纜線芯半導電層開剝干凈。（4）加強日常運行維護。完善電纜路徑、圖紙、臺帳等資料能減少故障查找時間。
參考文獻
中圖分類號： U412.36+6 文獻標識碼： A 文章編號：
機電系統(tǒng)作為高速公路一個非常重要的組成部分，其技術(shù)含量較高、系統(tǒng)工程規(guī)模宏大的特點是確保高速公路現(xiàn)代化營運管理工作正常進行的保障和基礎(chǔ)，同時也是在發(fā)揮高速公路經(jīng)濟效益與社會效益的角色中扮演舉足輕重的作用。機電系統(tǒng)由收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、供配電照明系統(tǒng)與通信系統(tǒng)四個部分構(gòu)成。通信系統(tǒng)作為最基本的環(huán)節(jié)，收費系統(tǒng)為核心，監(jiān)控系統(tǒng)為手段完成對高速公路上車輛通行、收費管理、現(xiàn)場監(jiān)控管理做出數(shù)據(jù)統(tǒng)計，起到信息數(shù)據(jù)共享的作用。但是如何使機電設(shè)備充分發(fā)揮其作用，提高運營管理水平和機電設(shè)備運行效率，保證安全、經(jīng)濟運行已成為當今社會日益突出的問題。
機電系統(tǒng)概述
上文中提到機電系統(tǒng)是由收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、供配電照明系統(tǒng)與通信系統(tǒng)四個部分構(gòu)成。各種設(shè)備貫穿于高速公路整條地段范圍內(nèi)，主要集中配備在收費廣場、各個收費站、隧道內(nèi)外以及中心機房內(nèi)。并且機電系統(tǒng)多包含的設(shè)備種類繁多，專業(yè)技術(shù)性強、其整個系統(tǒng)涵蓋面積廣接連上萬件設(shè)備，同時大部分設(shè)備都是若干系統(tǒng)的組成單元。只要某種設(shè)備出現(xiàn)問題，其影響不單單只是對某一臺設(shè)備，而是影響整個系統(tǒng)功能，甚至還會導致整個系統(tǒng)功能的完全喪失。
機電系統(tǒng)故障原因分析
分析機電系統(tǒng)發(fā)生故障的原因可以從設(shè)備使用功能、使用環(huán)境、使用后的維護以及使用人員的職業(yè)素質(zhì)等方面進行研究。
自動欄桿機
自動欄桿機安裝于收費車道尾端，其主要的功能是通過內(nèi)部發(fā)電機帶動欄桿樹立或者水平放置，并根據(jù)收費員的操作指令對通過車輛進行通行控制。目前對高速公路自動欄桿機的故障率在整個機電設(shè)備故障率中最高，占到總故障數(shù)量的14.75%。這些自動欄桿機故障主要表在是欄桿無法起落、或者遭到破壞。同時經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，自動欄桿機時刻都處于運動的狀態(tài)，每一輛車通行以此就會執(zhí)行抬桿、落桿各一次，使得對電機、控制盒、連接螺桿的要求非常高。隨著車流量的增加其一直處于運動的狀態(tài)導致電機磨損日益嚴重。同時電源對于電機和控制盒的影響也非常大，整個電網(wǎng)的波動和雷電的沖擊都會使控制盒內(nèi)部元件發(fā)生損壞，甚至導致電機的燒毀。而在車流量大時，容易發(fā)生人為的損壞。特別大型貨車在通行過程中因剎車不及時而撞到欄桿上，還有少部分車輛為了逃脫交通行費而沖卡，也會造成對欄桿的破壞。
車道收費機
車道收費機通常安裝于收費亭內(nèi)，利用內(nèi)部收費軟件根據(jù)收費操作員指令和自身采集到的數(shù)據(jù)，對外部各種收費設(shè)備發(fā)出執(zhí)行命令。而控制設(shè)備完成收費操作是收費工作的核心設(shè)備。而通過近幾年的調(diào)查中，其發(fā)生事故的概率僅次于自動欄桿機。車道收費機對車道控制機工作時需要對各種數(shù)據(jù)進行采集、保存、處理和控制，這使得硬盤時刻也都保持著運作的工作狀態(tài)，長時間的使用會加速設(shè)備的老化，增加發(fā)生故障的概率。受到電網(wǎng)波動影響，使車道控制機長時間處于非正常電壓工作狀態(tài)，容易引起電源燒毀，或是電源供應不足的情況，進而導致內(nèi)部板卡不能正常工作。只要硬盤、板卡、線纜受到影響，就會使得很多收費數(shù)據(jù)無法正常傳統(tǒng)，導致內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)的混亂。操作人員沒有定期的對灰塵清掃導致內(nèi)部板卡因灰塵積累過多而接觸不良，引發(fā)一系列機電設(shè)備的故障。
發(fā)電機
很多收費站和隧道管理站建立在野外，大部分是從農(nóng)村電網(wǎng)取電，供電的質(zhì)量和不足常常會遭遇停電的情況。收費站和隧道備用發(fā)電機不僅要為收費站廣場、隧道應急照明提供工作時的用電，還要為員工提供生活用電。而發(fā)電機的故障主要表現(xiàn)在發(fā)電電壓不穩(wěn)、負載不平衡以及停電后無法自動啟動等問題。很多收費站電源布線時沒有考慮到后期用電設(shè)備的負載功率，特別是在對大功率的熱水器使用上，當這些高耗設(shè)備同時使用時，就容易造成負載功率的不平衡。而目前發(fā)電機的蓄電池一般采用鉛酸蓄電池，這種蓄電池承載壽命會隨著電池使用數(shù)量而遞減，從而導致發(fā)電機無法使用。同時在發(fā)電機無法啟動時由于收費站人員專業(yè)素質(zhì)不夠，導致控制模板清單數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。
監(jiān)控室工作站和硬盤錄像機
監(jiān)控室工作站和硬盤錄像機在結(jié)構(gòu)上與車道控制都需要電腦控制。而監(jiān)控室工作站主要負責收費站的數(shù)據(jù)傳輸、報表統(tǒng)計和收費管理等工作，硬盤錄像則是實時記錄各類視頻、音頻數(shù)據(jù)。所以兩種設(shè)備都是全天處于工作狀態(tài)，故障表現(xiàn)也同車道收費機出現(xiàn)故障的現(xiàn)象十分類似。但這兩類設(shè)備總體數(shù)量比車道控制機安裝上要少，因此在事故發(fā)生概率上也要少于車道收費機。隧道監(jiān)控室是實現(xiàn)對隧道通行車輛和機電設(shè)施運行的實時監(jiān)控，使管理人員通過對隧道內(nèi)監(jiān)控錄像和數(shù)據(jù)能隨時掌握了解隧道營運狀況，加強對照明、通風、車道指示以及消防系統(tǒng)合理控制及處置，更好為司乘人員提供舒適的通行環(huán)境與良好服務(wù)。
加強對機電設(shè)備的維護與管理
（一）建立專門的維護機構(gòu)
為了確保機電系統(tǒng)能夠正常運作，保證專業(yè)維護的質(zhì)量。應該建立高速公路維護項目部，由專門的工程技術(shù)部進行負責。對機電系統(tǒng)全權(quán)的實施維修安裝、質(zhì)量檢測、人員調(diào)配等各個方面的工作，系統(tǒng)科學的對機電設(shè)備的維護與管理。
（二）配備專業(yè)的維護人員
為了確保高速公路的順利營運，對維修質(zhì)量要求不僅要高而且還要及時迅速。在對機電維修維護工作上應當配備電子或者計算機、機械或者自動化、電力等專業(yè)的技術(shù)人員。同時還要準備至少兩輛維護維修專用的交通工具，而內(nèi)部必須配置線纜測試儀、示波器、 CATV測試驗收儀、網(wǎng)絡(luò)測試儀、數(shù)字萬能表、LCR測試儀、便攜計算機等專業(yè)儀器，方便維護人員快速的解決機電系統(tǒng)上出現(xiàn)的問題。
（三）定期對機電系統(tǒng)檢查
加強對機電系統(tǒng)的定期維護，專業(yè)技術(shù)人員通過采用定期維護、日常巡查等基礎(chǔ)預防性措施外，還要特別注意對發(fā)生概率高的設(shè)備改善維修，尤其是在冬季雪凝、雨季汛期、臺風、高溫等天氣來臨之前要做好各項工作的檢查。通過具體分析整合故障發(fā)生的原因改善其維修方式，防止相同重復性的發(fā)生。
（四）標準化機電設(shè)備管理制度
高速公路機電設(shè)備需要合理適當?shù)墓芾碇贫?，必須要設(shè)定一套比較完善的設(shè)備技術(shù)管理標準，從而高效、科學的指導高速公路機電設(shè)備從安裝到維護各個環(huán)節(jié)的工作。一套完善的設(shè)備管理制度，能夠提高整個機電系統(tǒng)的量化管理方法、內(nèi)容以及工作流程的運作，并為高速公路機電設(shè)備的管理提供一個可行的標準。
結(jié)束語
高速公路機電系統(tǒng)對故障的維護與管理是運營管理者必須重視的問題，專業(yè)人員通過在實踐工作中不斷地摸索與總結(jié)，提高對高速公路機電系統(tǒng)維護與管理的標準化與規(guī)范化，降低機電系統(tǒng)的故障率。從機電設(shè)備維護的個性特點中發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)的共性特點，所以從實踐中得出的經(jīng)驗對機電系統(tǒng)的維護工作都有重要的指導意義，以此保證機電設(shè)備的高效運行，高速公路的快速發(fā)展。
參考文獻
