電力電纜故障測試新技術分析

徐興玉

（國網漢中供電公司 陜西漢中 723000）

電力電纜故障測試新技術分析

徐興玉

（國網漢中供電公司 陜西漢中 723000）

電力電纜的安全穩定是保證供電系統高效運行的基礎。本文闡述了電纜故障發生的原因、分類、測試方法以及利用最新電纜故障測試技術研制的電力電纜故障測試設備，以期對業內人員的研究和應用有一定的指導作用。

電力電纜；故障測試；行波法

1 引言

電力電纜是供電系統中最重要和最基本的組成部分，是供電系統穩定運行的基礎[1]。為了確保供電系統的正常穩定運行，首先要保證電力電纜的安全和穩定，盡量避免電力電纜故障的發生。隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平和生活質量也都有了明顯的提高，電力供電系統也逐漸成為人們享受生活的依賴基礎。但由于很多電力電纜運行時間長、運行線路隱蔽，造成了線路檢查的盲點。所以在電力電纜的實際運行過程中，仍然存在很多影響整個供電系統正常運行的隱患，給人們的生產、生活帶來不便。因此，為了保證供電系統的安全穩定地運行，需要不斷加強對電力電纜故障的檢測。本文將對電力電纜故障測試新技術進行研究分析，希望能提升電力電纜故障測試工作效率。

2 電纜產生故障的原因及其分類

2.1 故障產生原因

電纜故障產生的原因，大致可歸納為以下幾類：

（1）機械損傷：在所有的電纜故障中，機械損傷是電纜故障最常見和最主要的的一種，對電力電纜運行的安全性和穩定性有很大的影響。機械損傷主要是指在供電系統正常運行的過程中，電纜受到震動或沖擊性負荷而造成的電纜包皮出現絕緣損傷等現象[2]。由于電纜線路比較隱蔽難于發現或者輕微的損傷并沒有立即影響供電系統的運行，經過一段時間的運行后這些機械損傷就發展成為了故障原因。

（2）絕緣老化變質：對于一些處在特殊環境下的電力電纜，很容易受到外界環境的影響，如雜散電流、電熱化學作用、地下酸堿腐蝕等影響，加快電力電纜絕緣老化速度，導致電纜絕緣整體水平下降，直至絕緣外受腐出現麻點、開裂甚至穿孔等現象，造成故障發生。

（3）施工和制作工藝拙劣：在電力電纜線路施工布置過程中，由于工作人員失誤，可能存在電場分布設計不周密、材料選用不當、電纜接頭不按操作程序施工、不按安全要求敷設電纜等現象，最終導致電力電纜發生故障。

（4）過電壓：電力電纜在正常運行過程中，可能會由于內部過電壓或外部過電壓雷擊等原因，造成有缺陷的絕緣被過壓擊穿，從而發生電力電纜故障。

2.2 電纜故障的分類

根據故障材料特征分類，可以分為串聯故障、并聯故障和復合故障三類。

（1）串聯故障：串聯故障是由金屬材料缺陷造成的，是指由于電纜導體斷開造成的故障[3]。它是廣義的電纜開路故障。纜芯的連續性受到破壞容易形成斷線或者不完全斷線，不完全斷線是很難被發現的。串聯故障又可以分為一點開端、多點開端、一相斷線、多相斷線等。

（2）并聯故障：并聯故障是由絕緣材料缺陷造成的，是指導體之間或導體對外皮的絕緣水平下降，導致不能承受正常運行電壓而發生的短路故障[4]。它是廣義的電纜短路故障。這類故障發生的頻率比較高，主要由于纜芯對外皮或纜芯之間的絕緣破壞形成了接地、短路、擊穿等現象。并聯故障又可以分為一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。

（3）復合故障：復合故障顧名思義是由于金屬材料和絕緣材料都出現了缺陷造成的，是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現故障。復合故障包括一相斷線并接地、兩相斷線并接地、兩相短路并接地等。

3 電力電纜故障測試方法

3.1 傳統測試方法

傳統的電力電纜故障測試方法主要有燒穿法和電橋法。

（1）燒穿法：該方法操作相對簡單，在傳統電力電纜故障測試中得到了廣泛的應用。燒穿法主要包括大容量高壓直流法、高壓沖擊法、交流法三種方法，用該方法進行電力電纜故障測試的核心內容是采用發電監聽對電纜故障進行精確定點。該方法的不足之處在于測試效果不佳，可能出現故障點碳化的現象，故障阻值增高，反而擴大了電力電纜故障，此外，長時間的高電壓也可能破環電纜的絕緣。

（2）電橋法：該方法可以利用高精度的電橋估算電力電纜故障發生點的距離，估算準確度比較高。在實際測試中，通常用于測試開路故障或者完全短路故障，操作起來相對也比較簡單。其不足之處在于極易受到故障測試范圍以及電纜材質等因素的影響，具有很大的局限性，因此在實際操作中很少用到該技術進行電力電纜故障測試。

3.2 新測試法

行波法是指根據行波傳輸理論實現輸電線路故障測距的[5]。本文將對低壓脈沖行波法和直閃行波法進行簡要介紹。

（1）低壓脈沖行波法：該方法應用范圍比較廣，能夠對電力電纜中的斷線、短路、低阻等故障進行準確的測試，是電力電纜故障測試新技術中應用比較廣泛的一種。其測試原理是將脈沖電壓送到待測電纜中，由于阻抗不符，脈沖接觸到故障點后，會立即產生一低壓反向脈沖，當測試儀器檢測到反向脈沖后會立刻記錄時間差，根據記記錄的時間差可以計算出故障點的距離。計算公式為：故障點距離=（脈沖傳播速度×脈沖與反向脈沖時間差）/2。接觸不良或者斷線引起的反向脈沖為正，短路故障或者低電阻引起的反向脈沖為負，因此根據故障點距離和反向脈沖的極性，就可以判斷出故障的性質。

（2）直閃行波法：該方法主要用于閃絡性故障的測試。在實際測試過程中，需要將測試高壓發生器和電纜故障測距儀配合使用，并利用直閃法原理對電纜大電阻故障進行測量和判斷，可以有效地測出故障距離。

4 電纜故障測試新技術研制的新設備

最新電纜故障測試技術研制的電力電纜故障測試設備與一般的電纜故障測試設備相比存在很大的優勢，其對一般電纜測試設備進行了改進升級，具體表現在如下幾個方面：

（1）安全性較高：利用一般的電纜故障測試設備進行電力電纜故障測試過程中，需要人工來完成查線以及接線工作，所有的放電工作都由人工來完成，不僅存在很大的安全隱患問題，還會影響測試效率。新型電力電纜測試設備由一系列的自動化控制設備組成，實現了測試過程自動化，減少了人工接觸電線電纜，大大提高了安全性。

（2）優化沖擊電壓控制方式：利用一般的電纜故障測試設備進行電力電纜故障測試過程中，需要通過改變球間隙的方式來改變施加在電力電纜上的沖擊電壓大小，這種沖擊電壓控制方式無法調整放電的時間間隔，同時還不能準確地控制沖擊高壓的幅值。新型電力電纜測試設備用觸頭代替了球放電間隙，在測試過程中可以實現對放電時間間隔的調整，還能準確地對附加在電纜上的沖擊電壓的大小進行控制和調整。

（3）設備自動化：自動化的新型電力電纜測試設備不僅提高了測試過程中的安全性，同時大大提高了電力電纜故障測試的工作效率，加快了測試速度，提高了故障定點和故障距離測試結果的準確性。

（4）有效處理故障結果：利用新型電力電纜測試設備中的計算機信息管理系統，可以實現對故障測試數據、結果的分析、處理、判斷，大大提高了故障結果判斷的速度和準確性。此外，新設備還能對故障信息進行記錄、處理、存儲，以備日后查詢利用。

5 結束語

對電力電纜故障測試新技術的研究，可以快速的測試出故障發生位置并采取針對性的措施排除故障，為電纜電力系統安全穩定的運行提供了基礎和保障。此外，電力企業也要運用新型電力電纜測試設備不斷加強電力電纜故障的測試應用，不斷提高測試效率和測試安全性。

[1]楊志強，潘利華.電力電纜故障測試新技術分析[J].城市建設理論研究：電子版，2015（29）.

[2]陳冬梅，林祥華.電纜故障定位與溫度負荷在線監測技術的應用可行性研究[J].科學家，2015，3（11）.

[3]羅致遠，詹威鵬，陳騰彪，等.一種高壓電力電纜外護套故障在線定位方法：CN，CN103487727A[P].2014.

[4]史傳卿，何蔚.電力電纜故障分類及其預防措施綜述[J].電世界，2016，57（6）.

[5]劉團結，賈群，楊國詩，等.基于行波法的輸電線路單相接地故障測距研究[J].科技視界，2014（32）：48.

TM75

A

1004-7344（2016）24-0102-02

2016-8-12

徐興玉（1989-），男，工程師，本科，主要從事電纜工作。