電力電纜故障診斷與檢測分析

周宏 王學軍 杜科

摘要：21世紀以來，國內經濟社會呈現速增態勢，綜合國力顯著提升，國內國際皆取得了輝煌成就，這無不與中國電力、能源事業的科學、健康發展密切相關。城市現代化進程的加速發展，對城市的供電系統也提出了更高的要求。電力能源從發電、輸電、變電、配電直至用戶側，電力電纜的作用舉足輕重。詳細分析高壓電纜故障原因，對給出高壓電纜故障防范措施具有指導意義。歸納高壓電纜故障類別，研究故障檢測方法，對電纜運行維護具有指導性意義。

關鍵詞：電力電纜；故障診斷；檢測

目前，從城市的發展和人們的生活水平狀況來看，城市的整體建設規劃正在不斷完善，電力電纜線路在城市規劃中也得到了越來越廣泛的應用，與傳統的線路類型相比，電力電纜能起到更好的電力資源傳遞效果。在電力電纜發生故障的時候，需要在第一時間完成故障地點的定位，然后盡快查找故障發生的原因，解決故障，減少中斷供電的時間，提高供電的穩定性，以免影響人民群眾正常的用電需求。

1電力電纜故障產生的原因

1.1材料缺陷

在電力電纜線的制造上，由于制造的不規范，在施工過程中也沒有仔細檢查，會導致電纜線外部的絕緣體留下缺陷，造成破損。電纜連接上需要有接口或者零部件，這些零部件在制作上的缺陷會導致兩個電纜線之間的接觸不嚴，密封性不佳。電力電纜線的外層絕緣介質是保證電纜線穩定發揮作用的基礎，在電纜線的絕緣材料質量上，由于管理問題和保護問題，會造成絕緣介質材料受到環境的影響老化，影響接口處的質量。

1.2超負荷運行

隨著用電量的增加，電纜長期處于超負荷運行狀態在電纜正常運行過程中，由于其暴露在空氣中，尤其是在高溫環境下超負荷運行會使電纜產生大量熱，嚴重影響電纜壽命，加速電纜老化，電纜絕緣性下降，擊穿事故也很容易發生，存在大量隱患。如果運行環境惡劣，有腐蝕氣體、高溫熱源等的存在會進一步降低電纜保護層的壽命，使得隱患發生的概率增加。

1.3機械損傷

在敷設電纜時，拉力過大或過度彎曲都有可能損壞絕緣與防護層以及在運輸電纜時，外力直接作用于電纜也會誤損傷電纜，造成電纜機械損傷。

1.4絕緣老化變質

一般來說，導致電纜絕緣老化變質的因素主要有電熱化學作用、地下酸堿腐蝕和雜散電流等幾個方面，絕緣老化變質主要表現為電纜外皮開裂或穿孔，進而影響電纜的正常使用，導致故障發生。

1.5施工缺陷

在電纜施工過程中，施工人員沒有嚴格按照規范進行施工，導致電纜接頭接觸不良、電纜敷設不符合要求等問題普遍存在，這些問題都會造成電纜故障。

2檢測電纜故障的方法

2.1低壓脈沖法

低壓脈沖法的原理是在故障電纜上加上一個低壓脈沖信號，當脈沖遇到故障點或者電纜接頭、電纜終端時，由于電氣參數突變的原因將會對脈沖信號產生折射和反射作用，用相關儀器記錄脈沖發射和脈沖接收之間的時間差，通過計算可以推導出故障點的位置。該方法適用于開路故障和低阻故障，但其局限性在于存在檢測盲區。由于測試儀器一般采用矩形脈沖，如果在脈沖寬度時間內測得的反射脈沖與發射脈沖相互重疊，則儀器無法區分兩種波形，即不會測出故障點的距離。

2.2電橋法

首先在電纜終端處對電纜的故障相與非故障相短接，然后用單臂電橋在電纜始端對故障相與被短接的非故障相進行連接，最后測量非故障相電阻與故障相故障點之后的電阻，并相加兩者（R+RL。），用它們的和來比故障相故障點之前電阻（R），綜合考慮電纜長度，就可把電纜故障點的詳細位置計算出來。簡單、方便、高精確度是電橋法的主要優點，電橋法的缺點是在檢測高阻故障與閃絡性故障時，電橋法不適用，這主要是由于當故障電阻很高時，電橋電流通常都比較小，探測比較困難。另外，應用電橋法進行檢測作業時，應事先知道電纜長度，當遇到組成電纜線路的各電纜截面不同時，應先進行換算，然后再進行檢測。

2.3阻抗法

阻抗法最大的特點是操作簡單，同時與經典法有著很深的淵源。這種測試方法是通過電橋比例和平衡進行推算。這種方法的缺點就在于復雜的故障和電纜阻力過大時無法順利進行測量，它的優勢就在于測量誤差小。對于其適用性差的特點，目前已經有了相應的解決措施，這種措施雖然能增強其適用性，但同時也會增強其信號干擾和誤差。

3防范電纜故障的對策

3.1加強電纜質量檢驗工作

生產質量是企業的生命線。電纜生產企業應嚴格按照生產規定進行生產，加強企業內部電纜質量的管理，提高質量意識，嚴格地按照規定對生產的電纜產品進行試驗工作，杜絕問題電纜流向市場。

3.2故障性質的分析和判別

當故障產生以后，首先應該分析和判別該故障的性質類型，掌握其導致的原因，比如：常見的存在著高阻和低阻的差別；很多故障是集合了多種因素的故障，還有一些為單項性質的故障；當然也包括了一些電纜短線與短路的情況，那么結合故障間的差異，應該予以更有針對性的解決方案。而借助監測方面的技術，可以有效分析當前的數據參數，以便達到最為理想的維修護理成效。

3.3加強維修

要高度重視高壓電力電纜故障問題，安排專門的維護人員加強對電力電纜日常運行的維護檢修，對電纜的運行參數制定詳細的檔案，定期進行安全檢查，加強高壓電力電纜施工管理，對于電纜的故障頻發地點，增加維護人員的日常巡檢，嚴格落實責任制度。

總之，隨著我國電網規模的不斷擴大，電力電纜的使用范圍越來越廣，要想更好地防范、處理電纜故障，我們就必須了解電纜故障性質與故障分類，明確電纜故障產生原因，掌握電纜故障檢測方法，并采用科學、合理的對策來防范電纜故障，更好地保障我國電力供應的連續性、可靠性，促進我國電力事業的長期健康可持續發展。