電力電纜常見故障及其檢測技術

謝成明

四川省電力公司資陽公司 641300

電力電纜常見故障及其檢測技術

謝成明

四川省電力公司資陽公司 641300

由于電力電纜（以下簡稱電纜）路徑的隱蔽性以及測試水平和設備的局限性，電纜故障的查找相對困難。有時為查明故障點，甚至會花較多的人力和時間，對群眾生活和工農業生產造成損失，嚴重影響電力優質服務形象，同時也影響電力企業正常經營。因此，電纜故障的分析及快速檢測成了擺在廣大電力人面前的又一研究課題。

電纜故障檢測

近年來，隨著國民經濟的快速發展，城市建設日新月異，對市容市貌、城市規劃、節約用地等的要求越來越高。電力電纜在城網供電線路中所占的份額也越來越重。在一些發達城市的市區，甚至已逐步取代架空輸電線路。但隨著電纜的廣泛使用，電纜故障帶來的一系列問題造成的影響也將越來越大。如何快速準確地查找、解決電纜故障，縮短故障停電時間，就成了電纜運行人員最為關心和經常交流探討的問題。 現根據多年的工作經驗和參考有關資料,總結出電纜的常見故障原因分析以及探測方法的選擇與應用。

1 形成電纜故障的主要原因

1.1 機械或其他原因形成電纜損傷。一般發生在電纜在安裝過程中，不嚴格按照規范施工造成的機械損傷；或者其他施工作業靠近電纜線路進行造成機械損傷；或者其他偶然因素導致的外力破壞；或是由于電纜路徑地面下沉而導致電纜垂直受力變形，致使電纜的護套、鎧裝、鉛包的破裂甚至折斷等。若是輕微的電力電纜機械損傷，要到幾個月甚至更長的時間后損傷的部位才將發展為外護套穿孔，由于潮氣入侵導致損傷部位徹底崩潰而產生故障。

1.2 電纜絕緣受潮。多發生在直埋或排管里的電纜接頭處。主要形成原因有：電纜接頭盒或終端盒結構不密封或密封不好而導致進水；電纜接頭在異常潮濕的氣候下進行而處理措施不夠；電纜制造不良，金屬護導有裂隙或小孔；電纜腐蝕穿孔等。

1.3 電纜外護層腐蝕。電纜直接埋在酸堿性強的土壤中，由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜的鎧裝、鉛皮或外護層受腐蝕出現麻點、開裂或穿孔，造成故障。

1.4 電纜長期超負荷運行。電纜長期的超負荷運行時，形成過高的溫度，加速電纜外絕緣的老化，最終導致絕緣層被擊穿形成電纜故障。特別是在夏季，此內故障更是經常發生。

1.5 電纜接頭故障。電纜接頭包括電纜終端頭和中間接頭，是整個電纜線路的薄弱環節。發生電纜接頭故障的主要原因體現在：施工人員在制作電纜接頭過程中，未嚴格按照技術規范要求進行接頭，形成壓接不緊、加熱不充分，施工中的雜質、水氣及氣隙進入電纜接頭,，最終導致電纜接頭絕緣存在缺陷而產生發熱、局部放電或擊穿，造成故障。

1.6 電纜所處環境有外來熱源也會造成電纜溫度過高、絕緣擊穿，甚至爆炸起火，形成故障。

1.7 制造電纜材料缺陷、設計和制作工藝不良及正常老化等其他原因。

2 電纜故障的分類

根據故障性質可分為開路（斷路）故障、低電阻（短路）故障、高電阻故障、高電阻泄露性故障、高電阻閃絡性故障。

3 電力電纜故障的檢測

電力電纜發生故障后，一般要經過初步原因判斷、位置分析、故障點確定等步驟。

3.1 電纜故障初步原因分析。即根據發生故障的各種現象，結合故障電纜線路的設計、運行狀況和電纜所處環境以及電纜沿線的突發狀況，初步判斷故障形成的原因和類型，以便選擇適當的電纜故障測距與定點方法。確定故障是接地、短路、斷路；是閃絡還是封閉故障；是高阻還是低阻；是哪相故障；或是混合故障。可以根據故障發生時表現出的各種狀況，初步判斷故障的原因或性質。但只通過表面現象不能完全將電纜故障的性質確定下來，有時還可能發生重大偏差，要準確確定電纜故障，必須進行通路試驗和測量絕緣電阻。測量絕緣電阻是判斷電纜的絕緣狀況、接地情況。測量時根據電纜的電壓等級，選用合適的兆歐表來測量電纜線芯之間和線芯對地的絕緣電阻。進行通路試驗時，將電纜末端三相短接，用萬用表在電纜的首端測量芯線之間的電阻。以此來判斷電纜線芯完整性和阻性。

用兆歐表在線路一端測量各相的絕緣電阻。一般根據以下情況確定故障類型：

（1）當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于100kΩ時,為低電阻接地或短路故障。

（2） 當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于正常值很多,但高于100kΩ 時,為高電阻接地故障。

（3）當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻較高或正常,應進行導體連續性試驗,檢查是否有斷線,若有即為斷線故障。

（4）當搖測電纜有一芯或幾芯導體不連續,且經電阻接地時,為斷線并接地故障。

（5）閃絡性故障多發生于預防性耐壓試驗,發生部位大多在電纜終端和中間接頭。閃絡有時會連續多次發生,每次間隔幾秒至幾分鐘。

3.2 電纜故障測距。即在電纜的一端使用儀器確定故障距離。

（1）電橋法。這是一種比較典型的檢測方式。即將被檢測電纜終端故障相與非故障相短接，電橋兩端分接故障相與非故障相，經過認真調節使電橋達到平衡，再通過計算得到故障點到測試端的距離。 電橋法的特點在于方法簡單、精度較高，但當故障點電阻較高時，要測量出故障距離較麻煩，且花費時間長。

（2）低壓脈沖反射法。即檢測故障點的反射脈沖與發射脈沖的時間差來進行測距的。該方法的優點是簡單、直觀。通過觀察脈沖波形可以較直觀的識別電纜故障點、中間接頭和分支點。但不適合測量高阻和閃絡故障。

（3）脈沖電壓取樣法。是一種用于測量高阻泄漏與閃絡性故障的測試方法。首先在電纜上加一高壓脈沖，將電纜故障在直流或脈沖高壓信號下擊穿,然后通過觀察放電脈沖在測量點與故障點往返一次所需的時間來測距。脈沖電壓法主要有直流高壓閃絡(直閃法)與沖擊高壓閃絡(沖閃法)兩種方法。其特點在于不必直接將高阻與閃絡故障燒穿，而是利用故障擊穿產生的瞬間脈沖信號，測試速度快。

（4）脈沖電流法。與脈沖電壓法的主要差別在于：脈沖電流法是采用線形電流耦合器采集電纜中的電流行波信號，且脈沖電流波形比較容易分辨。

不同的情況采用與之相適應的方法測距。一般情況下，開路（斷路）故障、低電阻（短路）故障采用低壓脈沖反射法和電橋法，高電阻故障、高電阻泄露性故障、高電阻閃絡性故障采用脈沖電流（壓）法。

3.3 電纜故障精確定點。即根據故障測距結果，按照電纜線路走向，確定故障點大概位置，然后利用適當的方法確定故障點的準確位置。較常采用的方法有：聲測法、聲磁同步法、電磁定位法、及跨步電壓法。

4 結語

隨著社會的不斷進步發展，用電需求大幅增加，電力電纜的使用必將更加普遍，電纜故障對人們的生活和生產產生的影響也更加廣泛。快速、準確判斷故障性質并迅速找到故障點及時處理故障，對保障電網的正常運行，企業的安全生產有著十分重要意義。因此，電纜故障測試人員必須加強新技術、新設備的學習應用，不斷積累經驗，準確判斷電纜故障性質，選擇適合的儀器與測量方法，迅速高效地探測電纜故障，為故障的排除搶占時間，切實提高供電的安全性、可靠性。

[1]湯亞華.電纜故障點快速檢測和定位研究[J].供用電，2006.23(3): 22-24.

[2]張宏偉.電力電纜故障點查找方法及其現場應用[J].黑龍江電力， 2007.29(3):65-69.

[3]楊孝志,陸巍,吳少雷,俞飛.電力電纜故障定位技術與方法[J].電力設備，2007年11期

[4]梁碩.基于小波變換的電力電纜故障測距系統研究[D].河南理工大學，2009年

[5]樊磊.電纜故障自動測試研究[D].西安電子科技大學，2010年

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.050