常用電力電纜故障診斷方法及檢測手段

林子翔++樊璟

摘 要：對電力電纜故障診斷方法和檢測方式進行了簡單的探討，本文還對一些經常用到的故障距離檢測方式進行了說明，對應用于現場實際檢測使用的技術措施進行了分析。

關鍵詞：電纜故障 故障診斷 故障檢測 防范措施

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0101-02

電力電纜是電力系統穩定運行的重要組成部分，目前我國的電力系統使用電纜比較多，而又由于各類因素的影響導致了電纜在使用的時候會有各類故障產生，這些故障發生后，處理比較麻煩，因為電纜都是在地下深埋，這樣出現故障后，就需要對其進行挖掘和修復，花費了很多的時間和人力，部分故障的排查工作要持續數天，這對于電網內的用戶來說是非常嚴重的影響，電網部門也受到了很大的經濟損失。所以，讓電纜故障的排查定位工作更加精準快速，需要電力部門去研究分析。本文就電纜故障的診斷和檢測方式進行了研究和探討。

1 電力電纜故障的診斷與檢測

1.1 電力電纜故障檢測的步驟與方法

檢查電纜故障使用的方法主要有以下的一些步驟：第一，對電纜故障的性質進行確定；第二，測量電纜的長度，一般電纜的準確長度沒有詳細的記錄，因此，需要對其進行測量；第三，結合故障性質來選擇檢測和定位的方式，先進性粗測；第四，對電纜路徑進行確定；第五，選擇定點方法。

根據故障電纜的狀況，表1列出了常見故障及其對應的檢測手段。

1.2 電纜故障距離的粗測

常用電纜故障距離粗略測定方法有電橋法、低壓脈沖法、故障點燒穿法、沖閃法、直閃法、二次脈沖法等。

（1）電橋法。主要利用回路電橋平衡法對電纜故障點測尋。

①電阻電橋法。

電阻電橋法，即利用電橋平衡原理，以電纜某一好相為臂組成電橋并使其達到平衡，測量出故障點兩側段電纜的直流電阻值，同時將電纜視為“均勻的傳輸線”，那么電阻的比值與電纜長度的比值成正比，以此推導出故障點距測試端的距離，即：

其中：為已知電阻。（見圖1、圖2）

我們借助上面的公式就能夠對電纜的長度有一個比較準確的了解，然后就可以對故障點的距離進行計算。

②電容電橋法。

電纜如果出現的是開路故障，那么使用電阻電橋法就沒有效果，使用的直流電橋測量臂不能產生直流通道，因此得不出結果。對于該類情況就需要轉為使用交流電源，并且將電纜好相和故障相的交流阻抗值進行測量。根據電容分布來對故障點進行計算，即：。其中：、為已知電阻，（見圖3、4）。

③高壓電橋法。

電阻和電容電橋法的應用情況比較單一，因此，適用性不是很大。一般來說電纜故障都不是單一的，具有比較多的復雜性，因此這些問題綜合起來單獨的使用電阻或電容電橋法是不能夠解決的，為了能夠對這類問題進行處理，我們使用了直流電橋輸出電壓提升的方式，讓故障點擊穿，這樣產生的瞬間短路就能夠為我們提供推算依據，即：。其中：為已知電阻，。

（2）低壓脈沖法。低壓脈沖法是測試時向電纜注入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點，如斷路點、短路點、中間接頭等，通過故障點反射脈沖與發射脈沖的時間差原理來測距。

（3）故障點燒穿法。加大電流將故障處燒穿，使其絕緣電阻降低以達到可以使用電橋法或低壓脈沖法測量的目的。

（4）沖閃法。逐漸增加電壓給電容器充電，當電壓到達某一值，球間隙擊穿，電容對電纜放電，高壓脈沖信號施加于電纜使故障點擊穿，通過分析故障點擊穿放電所產生的脈沖電流波形，測試故障點距離。測試連線圖如圖5。

（5）直閃法。將電容電壓進行提升，當處于某一個水平的時候，故障點就會發生擊穿。這樣我們對擊穿點所產生的脈沖電流波形來進行分析，尋找故障點。

（6）二次脈沖法。通過回波儀釋放的脈沖來對對故障點進行尋找，故障點是不會將其進行反射的，這樣通過波形來進行尋找。

1.3 電纜故障點的精確定位

我們在尋找到故障點的距離后，需要進一步的確定其具體的位置。先要對電纜的資料進行翻查，看電纜的埋設方向，和布線格局。然后使用身測的方式來對故障點進行進一步的排查。

（1）聲測定點法。

聲測法在對故障電纜形成一個電壓沖擊后，讓其出現放電，產生相當大的“啪、啪”放電聲，同時，會在電纜的外皮與大地形成的回路中感應出環流來，這一環流在電纜周圍產生脈沖磁場。用一個包含接地麥克風接受器和耳機的聽音裝置在地面探測。故障點離麥克風的距離越近，閃絡聲就越大。在監聽聲音信號的同時，接收到脈沖磁場信號，即可判斷該聲音是由故障點放電產生的，故障點就在附近，否則可認為是干擾，測定示意圖如圖6。

（2）聲磁同步定點法。

當采用沖擊放電時，在故障點除產生放電聲外，還會產生高頻電磁波向地面傳播。在地面用聲磁探頭可同時接收聲信號和磁信號，電磁波起輔助作用，用來確定聽到的聲音是否是故障點的放電聲，由于聲波與電磁波的傳播速度不同，在地面每一點可用聲磁同步定點儀測出聲信號和磁信號的時間差，時間差最小點即為故障點的準確位置，測定示意圖如圖7。

（3）音頻感應法。

當電纜故障點處于相間短路或相地短路時（<10Ω），用沖擊放電器沖擊，故障點不放電，也就是說故障點不產生放電聲，所以不能用聲測法精定故障點。此時應采用音頻感應法來探測定位故障點，定位示意圖如圖8。

2 結論

現實中，我們關于電纜故障的原因尋找往往不是那么簡單的，因為電纜的故障都是經年累月所積累而爆發出來的，這樣的故障因素比較復雜，所以排除比較難。在對重要電纜線路的監測過程中，我們需要對其進行積極的預防，以預防來作為我們管理的主要途徑，通過對故障的預測和發現來及時的進行補救，避免問題的嚴重化和擴大化，讓電纜故障能夠得到控制，使用技術來進行檢測的方式還是比較被動的，我們要主動的防御，才能夠對供電線路的穩定性和安全性提供保障。

參考文獻

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