電力電纜故障診斷與分析

翟亮++聞玉琨

摘 要：隨著我國城鎮化建設腳步的不斷加快，在很多城市的輸電網絡建設中，原有的高架空輸電網絡已經逐漸被電力電纜輸電網絡所替代。就電力電纜故障診斷進行了論述，希望能夠對相關人員有所幫助。

關鍵詞：電力電纜；故障診斷；絕緣結構；電纜芯線

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.114

目前，隨著電力能源需求的增加和城市建設的整體規劃，電力電纜線路得到了越來越廣泛的使用。不同于架空線路，電力電纜發生故障時，需要快速判斷和定位故障，以減少停電時間，提高供電可靠性。

1 電力電纜故障原因概述

1.1 機械受損

電力電纜的故障有很多種，發生較為頻繁的就是機械受損故障。該故障的發生會導致停電，所以該種故障非常容易識別。導致機械受損的原因主要有：①受到外界不良作用力的影響，導致機械設備受損。在打樁或在地下線路施工的過程中，會產生不良外力損傷電纜。②在施工過程中保護不到位，導致機械損壞。在對電纜進行機械牽引時，由于沒有采取相應的電纜保護措施，也沒有考慮到電纜能夠承受的拉伸力，導致電纜受到拉傷。③自然損壞。地質結構發生變化時，例如土質結構的不良沉降等，導致電纜承受一定的自然外力，造成損傷。

1.2 絕緣受潮和絕緣老化

通過直流耐壓、交流耐壓和絕緣電阻試驗，能夠有效識別絕緣受潮故障的發生，呈現的現象是泄流電流有所增加，絕緣電阻降低。造成絕緣受潮的主要原因是電纜質量不達標，其耐腐蝕性能不良。絕緣老化是電纜在長期運行過程中受到電流和熱效應的影響，特性發生了一定的變化，最終導致電流傳導媒介損耗嚴重或絕緣性能降低而引起絕緣老化。該故障往往是因電纜長期處于高溫狀態，并受到外界不良因素的影響而導致的。

1.3 過熱和過電壓

長期處于超負荷工作狀態；長期暴露在外，受到光照輻射的影響；外界不良事故對電纜造成的灼燒，這些原因都會導致電纜過熱。過電壓就是輸電網絡電纜存在一定的問題，電纜在正常工作時，其絕緣結構被擊穿，主要原因是電纜質量不滿足要求，其絕緣結構中存在雜質或應用期限過長，絕緣老化。

2 電力電纜的故障診斷分析

2.1 聲音檢測法

應用聲音檢測法診斷電力電纜故障，就是在放電的過程中識別發出的聲音，最終判斷故障所處的位置。對于明敷設狀態的電纜，可以通過識別放電的聲音，最終確定故障所處的位置；如果電力電纜不是處于明敷設狀態，技術人員就需要判斷電力電纜的埋設走向。由于放電發出的聲音很小，所以技術人員可以借助于擴聲器等設備來確定發出聲音的位置。

2.2 電橋檢測法

電橋檢測方法就是應用雙臂電橋檢測電力電纜內部流經的電流阻值，并測量出電纜鋪設的長度。依據電力電纜的長度數值與電力電纜電阻數值成正比這一規律計算電力電纜的故障位置。采用電橋檢測法檢測電力電纜故障時，要保證檢測數值的精確度，盡可能地縮短電橋連接線和擴大線徑。與電力電纜中的芯線進行連接時，可以采用焊接法或壓接方法。另外，數值的計算要保留小數點后的數字。

2.3 脈沖檢測法

脈沖檢測法是目前較為常用的一種檢測方法，包括低壓脈沖法、脈沖電壓法、脈沖電流法和二次脈沖法。其原理是通過脈沖發生器發出一個脈沖波，脈沖波在電纜傳播中遇到故障點時，由于阻抗不匹配而產生反射脈沖，通過記錄脈沖波在電纜中傳播的波速度和發送脈沖與反射脈沖之間的時間間隔，即可計算出故障點的距離。測試過程中，通過對比故障相與正常相的波形，即可判斷出電纜故障距離和類型。

2.4 電容電流檢測法

電力電纜在正常工作時，其芯線與大地間會存有一定的電容，且該電容的分布是均勻的，同時電容量與電纜長度也存在一定的線性關系。電容電流檢測方法就是依據此原理來診斷電力電纜故障，適用于檢測電纜的芯線故障。應用電容電流測量法首先要檢測電纜首端的電容電流，然后檢測電纜末端的電容電流，最后對比故障芯線的電流電容與完好芯線的電容電流，確定電纜故障位置所在。

2.5 具體案例分析

某變電站35 kV電纜運行中發生停電事故，在斷開電纜終端頭后，用兆歐表、萬用表測量芯線對地絕緣電阻A相、C相為∞，B相的接地電阻為20 Ω，診斷為單相短路接地故障。選擇低壓脈沖法測試故障距離，首先在變電站內用低壓脈沖法測量C相鎧裝的全長，并根據資料校對波速度，結果為10 426 m，然后通過B相測量鎧裝的低壓脈沖，測得故障距離為4 936 m。比較B相、C相對鎧的波形后，確定故障點的距離為4 936 m。低壓脈沖比較波形如圖1所示。檢修人員在4 900 m附近檢查后發現故障損壞點，鋼絲鎧裝已斷裂，電纜上有小洞。

圖1 低壓脈沖比較波形圖

3 結束語

在應用電纜的過程中，一些故障是不可避免的。在故障發生后，要通過先進的測量儀器和合適的檢測方法，快速定位電力電纜故障的位置，保證電纜能夠快速恢復正常工作狀態，確保供電可靠性。

參考文獻

[1]王棟，胡元輝.電力電纜的帶電診斷與故障處理的技術研究[J].電子技術與軟件工程，2014（2）.

[2]任艷陽，任艷霞.電力電纜故障探測方法研究[J].電氣工程應用，2011（1）.

〔編輯：王霞〕