關于電力電纜故障及探測技術分析

李宏明

摘 要：隨著城市電網改造工作的不斷開展，多數企業在高壓電力電纜方面的應用日益增加，提高和保障電力電纜故障檢修效率和電力的可靠性能夠買現對故障點進行快速定位。通過近兩年來對電力電纜故障的分析，電力電纜故障主要表現為低阻故障、高阻故障和閃絡性故障。對近年來常用儀器檢測的數據情況進行分析，能夠合理選擇故障測試設備，掌握先進探測技術。

關鍵詞：電力電纜 故障探測 三次脈沖 閃絡法

引言

伴隨電力電纜在供電系統中的廣泛應用，電纜故障直接影響供電的可靠性，電纜線路的增多，要求迅速準確的找到電纜故障并及時恢復電纜供電；但是由于電纜線路存在隱蔽性和監測設備局限性等缺點，在排查電纜故障方面存在很多困難，本文主要通過準確快速查找電纜故障進行分類，迅速尋找電力電纜故障點，提高電力供電的可靠性，減少應電力故障帶來的直接經濟損失。電纜故障發生的主要原因主要分為機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質和材料缺陷等類型的原因導致出現短路等問題，電纜故障實質上是串聯和并聯之間的故障，串聯故障是將電纜一個或多個導體斷開，并聯故障是在導體外皮和導體之間絕緣性下降，導致無法承受正常的運行電壓。

1、電力電纜故障探測方法

1.1 探測方法的發展

在我國對電力電纜故障的測試方法不盡相同，但有大體一致的趨勢，先通過故障診斷，再根據結果進行故障定位，最后根據定位制定及時補救的辦法。當今世界上采用較多的是電橋法進行電纜故障檢測，兩者對低阻故障較為準確，但對于高阻故障，可結合燃燒降阻法加大電流將故障的絕緣電阻降低，已到達可以使用電橋法的目的。對于高阻故障主要采用直流檢測法，是目前國產高阻故障測試儀的主流方法，電流電壓閃測法可以解決高阻電纜故障的基本問題，在我國應用廣泛，但是存在需要靠人為判斷的因素，因此存在一定的誤差。上世紀90年代出現了二次脈沖法測試技術，低壓脈沖較為準確，主要方式是通過在故障點瞬間發射一低壓脈沖，該脈沖在故障點發生短路反射，形成波形記憶，復發到低壓測量脈沖電纜中，直接達到電纜末端，將反復兩次脈沖形成對比，判斷故障點的具體位置。

1.2直流電橋法

電纜故障探測工作首先要判斷明確故障性質和故障點，根據故障點的情況將故障分為開路故障、低阻故障和高阻故障三種，故障的性質決定了故障的探測方法，要在發生故障時找到準確的故障點，配合一些方法對故障進行定點。直流電橋法是一種廣泛使用的測距方法，該方法電纜沿線均勻，根據惠斯通電橋原理將電纜短路故障點的兩側黃線引人直流電橋，當對地電阻較大時需要采用高壓直流電橋，但由于高壓直流電橋反應遲鈍，使用較少。

1.3二次脈沖法

脈沖法的基本原理是將電纜視為均勻長線，按照行波理論進行分析，電纜中波的傳播速度與電纜的絕緣介質性質有關，與電纜導體芯線的材料無關，因此得到廣泛應用。國際上提出的多次脈沖法即二次脈沖法，可以檢測30vk以下級別的電纜的高低阻故障和斷路故障，二次脈沖綜合低壓和沖擊脈沖法的優點，利用沖擊高壓擊穿故障點，在這段時間內，發射低壓脈沖，可以計算他們的時間間隔計算出故障點距離。二次脈沖法在測量過程中，故障點需要降低，無法確定電纜維持低阻狀態的時間，給二次低壓脈沖帶來一定的監測困難，增加測試過程的難度，由此二次脈沖法應該更加深人的探討。

2、故障點測距方法及定位

2.1 低壓脈沖反射測距法

低壓脈沖反射法主要采用儀器測量低阻或開路故障，加到電纜故障的一端，此時的脈沖以某一速度向電纜故障處傳播后達到故障點，因此低壓脈沖反射法適用于測量電纜的低阻、短路和短路故障，脈沖產生的反射送回到測量儀后被記錄。通過識別反射脈沖的級別判斷故障的性質。

2.2 脈沖電流法

高阻電纜故障由于故障點電阻較大，此時的反射系數基本為零，由于低壓脈沖法故障點的反射脈沖幅度很小導致儀器無法分辨，而采用高壓閃絡法測量則可以解決此問題，得到準確的數據，高壓閃絡法電流分為直流高壓閃絡測量法和沖擊高壓閃絡測量法，由于高壓電源輸出功率的限制，直閃法只能測量閃絡性高阻故障。高壓閃絡法的主要原理是通過直流高壓發生器產生負直流高壓，加在故障處，高電壓電纜故障發生放點，會瞬間短路，相關儀器會記錄并產生電流波；采用直流高壓放電時，可以計算出故障點的具體位置，對記錄儀器的操作人員安全是一種保障。

3、電纜故障不同測試方法的比較

隨著先進設備的不斷引進和更新，電力電纜故障的測試方法的應用各不相同，不同的測試方法需要的時間各不相同，這就需要企業合理的選擇故障測試設備，掌握科學的探測技術，可以在發生故障時迅速精準的找到電纜故障，以便縮短故障停電時間，減少因為停電引起的直接損失。另外很多企業已經引進在線監測及全自動測試，全自動監測已成為電纜故障發展的趨勢，可以充分利用現有資源，引人電腦技術，利用科學的力量和知識，結合電力線路信息系統將開發的運行管理和故障檢測相結合，實現故障點的自動定位，不斷完善企業的供電系統和用電安全。

在電纜故障測距時會存在一定誤差，為減少工作量，可以采用聲鋇（定位法、脈沖信號和聲磁信號同步接收法等方法進行檢測；聲測法主要是利用高壓設備使故障點擊穿放電，故障放電時產生的機械震動聲音傳播到地面，通過聲音傳感器，可以準確迅速的對故障地點進行定位，聲測法通過聲音傳播，可靠性和準確性高，因此被廣泛采用。

4、結束語

采用脈沖法可以及時對故障點測距，在電力電纜中，電力電纜的長度、鋪設走向非常重要，脈沖法對低阻和短路故障都非常有效，可以直接采用低壓脈沖法，數據可靠，對高阻閃絡性故障則采用脈沖電流法，通過這兩種方法，對脈沖信號的故障點和測試點之間測距，相關人員可以根據電纜故障選擇合適的測距方法，進而可以及時準確的找到故障點，提出有效的解決方案。運用科技的力量測量故障點，及時找到故障點，為電纜電力線路的正常運行提供堅實的基礎。

參考文獻

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