當前電力電纜故障探測及運行維護的探討

王蕾+林朋

摘要隨著經濟的發展，電力系統也逐漸變得越來越復雜。電力電纜主要用于電力系統主干線中，承擔著大功率電能的傳輸和分配，它對電力系統的穩定正常工作起著不容忽視的作用。因此，電力電纜故障的探測和運行維護就成了一個值得探討的重要課題。文章主要從電力電纜經常出現的故障入手，總結了當前電纜常見故障及其探測的主要手段和運行維護的常用方法。

關鍵詞電力電纜；故障；探測；維護

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0177-01

電能是能源的重要組成部分，也是經濟建設的基礎，是國家經濟發展中的重點。而電能的傳輸需要以能夠穩定運行的電力系統為前提。在當前的電力系統中，對大功率電能的傳輸和分配主要由電力電纜完成。因此，電力電纜的安全工作直接影響著電力系統的穩定運行，進而在很大程度上對國民經濟的發展起著巨大作用。如果電力電纜發生故障，就會造成電力系統出現故障，最后對社會的穩定和經濟的建設帶來不良影響。所以，確保電纜的安全與穩定運行具有現實意義，有必要對電纜故障的探測和運行維護進行深入研究。

1電纜常見故障

電力電纜和其他設備一樣，在運行過程中會發生各種故障。根據電纜故障的發生率和種類，可大致將電纜分為三個運行期：運行初期、運行中期和運行后期。其中最容易發生電纜故障的時期是運行初期和運行后期，原因分別是：電纜剛投入使用時，即運行初期，因為它本身和附件產品的質量問題，以及鋪設過程產生的安裝質量問題而發生故障；運行后期由于電纜和附件產品的老化，電纜故障會隨運行時間的增加而逐年上升。在電纜使用的前5到25年是電纜運行中期，在這個時期電纜運行相對比較穩定，較少發生故障。為了能夠更加準確的探測電纜故障，我們有必要了解故障類型。以下是電力電纜常見的幾種故障。

1）開路故障。當電纜相間或對地絕緣電阻在規定范圍內，但是工作電壓不能傳輸到終端，或者即使能夠傳輸到終端，但是帶負載能力差，這種故障就是開路故障。其中最典型的情況就是短線故障。

2）低阻故障。由于電纜相間或對地絕緣層受到損壞，使其電阻減小到一定程度，導致電纜不能正常運行。其典型形式是短路故障。

3）高阻及閃絡性故障。電纜高阻故障是電纜線芯對地絕緣電阻或者相間絕緣電阻低于正常值且高于10Zc。閃絡性故障是電纜相間或對地電阻非常高，當對故障電纜進行檢測時，對其施加高電壓，當電壓高于某一數值時，故障電纜的絕緣層會出現突然擊穿的現象，造成泄漏電流也突然增加且泄漏電流出現閃絡性周期波動的特點；當電壓稍微減小時，這種現象又會消失[1]。

2故障原因

1）機械損傷。電纜故障中，最常見的是機械損傷類故障。這種故障產生的原因主要有以下幾種：首先是在電纜鋪設過程中引起的施工損傷。在施工過程中，由于施工人員不重視施工規范，從而導致電纜拉損、絕緣層或屏蔽層損傷、電纜剝切尺寸過大、刀痕過深等損傷。其次，由于在城市建設和地下管線等的施工過程，以及交通運輸時，電纜因受到直接外力而引起損傷。最后，由于電纜的使用時間長，它的工作環境可能會發生變化，例如土地滑坡、沉降、溫度變化、雷擊等，這些因素也可能會對電纜造成機械損傷。

2）腐蝕損傷。腐蝕損傷主要分為以下兩種情況：電腐蝕和化學腐蝕。電腐蝕是由于電纜工作環境中存在強力地下電場，這會引起電纜的絕緣層破壞而使潮氣侵入；化學腐蝕顧名思義，是由于電纜經過的地方存在較強的酸堿度或存在其他具有腐蝕性的物質，這會造成電纜表皮大面積腐蝕[2]。

3）過負荷運行。如果電纜長時間處于過負荷運行，將導致電纜過熱。電纜過熱將導致其絕緣材料發生變硬、失去彈性、出現裂紋等老化現象。另外，其他原因也會造成電纜過熱現象，例如在電纜比較密集、電纜隧道通風不良的地方會因熱量不能快速有效的散失而導致電纜過熱。

4）其他原因。除了以上原因可引起電纜故障外，其他原因也會令電纜產生故障。這些原因有：電纜附件故障、絕緣受潮、電纜絕緣物質的流失、設計不良以及產品缺陷等。

3電纜故障探測方法

當前對電纜故障的探測方法主要有低壓脈沖發射法、脈沖電壓法、二次脈沖法這幾種，不同的故障探測方法適用于不同種類的故障檢測，其中低壓脈沖反射法主要用于開路故障和低阻故障的檢測，沖擊閃絡法主要用于檢測高阻故障，直流閃絡法用于閃絡故障的探測。

1）低壓脈沖反射法。低壓脈沖反射法是通過在電纜中輸入脈沖信號，利用電纜的電波反射現象，計算脈沖源與反射脈沖之間的時間間隔來進行測距。利用這種方法進行測量時，先向電纜輸入一低壓脈沖，低壓脈沖將沿電纜傳播，當傳播到阻抗不匹配的地方時，脈沖就會被反射回來，此時記錄下脈沖傳輸所用的總時間，最后通過脈沖在電纜中的傳播速度就能求出阻抗不匹配點離發射源的距離。低壓脈沖反射法的優點是：簡單、直觀，對電纜的原始資料不作要求，還能通過反射脈沖的極性判斷故障類型[3]。

2）脈沖電壓法。脈沖電壓法的測量原理是利用故障擊穿產生的瞬間脈沖信號進行測距。測量時，先對故障電纜施加高壓，用高壓將電纜故障擊穿，然后與低壓脈沖法類似，通過記錄脈沖在測量點與故障點之間作一次往返所需要的時間，用已知的電脈沖傳播速度求出故障點與測量點的間距。

3）直流閃絡法。直流閃絡法是脈沖電流法中的一種，主要用于閃絡故障的檢測。由于電纜的實際情況差異比較大，因此閃絡法在實際應用時應該格外小心，以防止多次擊穿后導致無法繼續進行測試。

4電纜維護

從電纜故障的產生原因可知，有很多故障是可以避免的。首先，在電纜施工時，施工單位應該制定完善的施工規則，從制度上杜絕因不當施工而造成的電纜故障。第二，施工人員應該具備專業的技能，熟悉電纜施工，并且在施工過程中重視施工質量，嚴格履行施工規則。第三，應在電纜線路周圍設置警示牌，以防止因施工而造成電纜破壞；應注重電纜的防腐，以防止電纜因外皮的腐蝕而遭到破壞；積極探索電纜制造的新工藝，使用新品種高質量的電纜；同時還應建立安全有效的管理制度，使電纜維護工作更加有效。最后，在電纜運行過程中，需要加強電纜的日常維護工作，定期巡查，嚴格監視，以便盡早發現問題。

5結論

電纜的故障探測及其維護具有重要的現實意義，在日常工作中，電纜線路往往存在一些常見的故障類型。通過分析其產生原因，并找出脈沖電壓法幾種常用的檢測方法并加以應用，結合實際做好制度建設、施工規程，加強巡視。通過以上討論，可以看出電力電纜的故障探測手段已經比較成熟，而對電纜的維護還是需要相關人員認真落實相關規則。

參考文獻

[1]趙強.城市電網地埋電力電纜常見故障及防范措施[J].硅谷，2011（12）.

[2]董玉昕.淺談電力電纜線路故障探測及防范措施[J].華北電力技術，2012（09）.

[3]唐艷峰.淺析電力電纜故障常見的原因與檢測辦法[J].廣東科技，2011（08）.

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