配網電力電纜故障原因及探測方法分析

宋文超

摘 要：隨著經濟建設的快速發展，對供電系統運行的穩定性和可靠性提出了更高的要求。電纜作為配電網中的重要設備，如果發生故障，將直接影響配網運行的穩定性和可靠性，所以應該加強對電纜的故障原因分析，然后有針對性地提出解決對策，采用合理的探測方法，降低電纜故障的發生概率，為配網的穩定運行創造有利的條件。

關鍵詞：配網電力電纜；故障探測；維修措施

中圖分類號：TM247 文獻標志碼：A

0 前言

隨著我國用電量的增加，電網線路覆蓋面積不斷擴大，為了降低架空線路占用土地所產生的費用以及線路運行的安全性，電力電纜得到了廣泛的應用。由于電力電纜不會受到地面、建筑物以及氣候等條件的影響，所以與架空線路相比具有較強的經濟性、安全性和隱蔽性。但是電力電纜敷設于電纜溝或者地下，長期與土壤、水分和潮氣接觸，就會因為絕緣腐蝕或者線路安裝時局部缺陷而造成電纜故障，直接影響到電力系統運行的穩定性和經濟性。所以如何加強電力電纜故障檢測成為配網運行的重要工作，通過一定的技術手段，快速探測電纜故障點，縮短維修時間，降低維修費用，為電力系統的高效運行奠定堅實的基礎。

1 配網電力電纜故障及原因分析

1.1 外體故障

因為電力電纜長期敷設在電纜溝中，所以很容易受到地下環境的影響，如果在土壤中水分較大的情況下，就會對電纜產生腐蝕，電纜的絕緣性能不斷降低，能夠承載的電壓等級下降，電力電纜就會處于超負荷運行狀態。如果這種狀況沒有及時處理，電纜絕緣層就會被擊穿，內部抗阻值增加就會導致電纜故障的發生。這主要是受到電力電纜敷設環境的影響，在環境惡劣的地區出現這種故障的概率更高。

1.2 電纜自身故障

由于電力電纜長期敷設在地下，所以對電力電纜的性能和質量有較高的要求，如果在選擇電纜時，由于電纜的性能沒有達標，就會直接影響電纜運行的安全性。在施工過程中，如果施工人員沒有嚴格按照規范要求操作，電纜的密封性和連接點的精密性不規范，或者電纜外皮受損而沒有及時采取有效措施，在運行一段時間后，電纜的阻抗數值就會增加，電纜在持續發熱的狀態下就會產生擊穿或者熔斷等現象。此外，在城市市政工程施工中，如果施工人員對電力電纜的敷設線路不了解，極容易導致電纜外皮破損以及斷裂，制造造成電纜故障。

1.3 物理故障

物理故障主要包括3類：第一，開路故障，電纜在運行中出現斷裂，導致運行送電受阻，使得其運行斷開，切斷了電纜輸電運行狀態；第二，高阻電纜故障，電纜運行中接地電阻增大，出現接地短路故障，當電纜自身的抗阻值低于正常值但是大于10Z，便會出現高阻電纜故障，且其發生概率高達71%。

1.4 低阻電纜故障

電纜在運行中出現電流增大、電阻減小問題，其阻值低于10Z。在這樣的情況下電纜線路熱量會增加，極易導致電纜燒壞問題。

2 配網電力電纜故障的探測

2.1 對配網電力電纜進行初步診斷

在電力電纜發生故障后，維修人員首先要對故障進行初步判斷，為后續的維修工作提供有利的依據。初步判斷包括故障類型，集中檢查斷線、阻值，檢測電纜是否出現閃絡性故障。在確定故障類型后，要進行標記，然后根據標記確定有效的應對措施。

2.2 對配網電力電纜故障距離進行測量

在電纜故障初步判斷后，維修人員就需要根據標記來測量故障點的距離，比較常用的測量方法有阻抗法、電橋法、行波法，在電纜故障測量中，由于阻抗法比較簡單，易于實現，所以使用較多。阻抗法是基于配電線路為均勻線的假設，以線路集中參數模型為基礎，在故障時刻測距裝置處測量到的電壓電流量而計算出回路阻抗，按照線路長度和阻抗成正比的關系，就可測出裝置與故障點之間的距離，從而對故障點定位提供有利依據。隨著技術的進步，雙端故障測距技術逐步完善，但是受到線路模型、線路參數不平衡、線路參數不準確、負荷電流等因素的影響，測距精度會受到一定的影響。

2.3 對配網電力電纜故障進行定點

在對電力電纜故障距離測量后，維修人員需要快速確定故障點，然后組織相應的維修方案。現階段，在電力電纜故障點定位時，使用的方法較多，主要有聲測法、聲磁同步法、電磁定位法等，下面以聲磁同步法為例進行簡要說明。在實際測試中，環境噪聲的干擾會對聲測法的辨別增加一定的難度，在故障點放電時，除了放電聲，還有高頻電磁波傳向地面，這就是聲磁同步法。利用聲磁同步法定點儀對現場接收電纜被沖擊高壓擊穿時的輻射電磁波和故障點的震動聲波同步與否進行觀察，來人為排除現場噪聲干擾，利用故障點震動聲音的最大點確定精確故障點位置。將聲磁時間差轉換為定點探頭與電纜故障點的實際距離數，并在液晶屏上直接顯示出來。在液晶屏上同時顯示故障距離、電磁信號大小、聲波信號大小、同時具有存儲記錄功能，在故障點正上方，地震波聲音最大，讀數最小，而且此讀數就是故障點距地面的埋設深度。在故障點正上方，探頭無論左右移動還是前后移動，但讀數都會變大，盡管地震波聲音變化不明顯。也就是說，此功能在現場同時也實現了對電纜路徑的精確判斷。抗干擾能力強、定點準確。

3 配網電力電纜故障探測的創新技術方法

3.1 優化探測技術

3.1.1 紅外診斷技術

在電力電纜出現故障時，由于阻抗增大就會導致電纜溫度升高，有時會超出電纜自身所能夠承受的極限溫度。此時就需要對線芯溫度進行測量，可以利用紅外像儀器對電纜進行溫度掃描。紅外像儀器能夠比較直觀的檢測到超溫的電纜，然后根據溫度的變化結構來判斷故障發生點。

3.1.2 高頻感應技術

高頻感應技術主要是利用高頻信號波發生裝置向電力電纜中輸入高頻電流，從而產生高頻電磁波，在地上用探頭沿著電纜的敷設路徑來接收電纜周邊的高頻電磁場，經過處理后的結果會顯示在液晶屏幕上，根據顯示數值的大小就能夠定位故障點。高頻感應技術的信號能量較高，信號源制作簡單，設備易于攜帶和使用，整體信號抗干擾能力較強，所以可在電力電纜故障探測方面推廣應用。

3.2 提升配網調度機制

為了降低配網故障發生概率，提高配網調度管理水平，應該進一步完善配網調度機制，從電力電纜故障與檢修的角度來看，應該堅持調度與管理相獨立的原則，實行集約化管理。因為配網調度的管理范圍較大，一旦出現疏忽將會帶來嚴重的后果。一定要高度重視配網調度管理工作，明確各自的職責分工，嚴格按照規定的條款操作執行。加強配網圖紙管理，保證配網圖紙的完整性、準確性，可以滿足實際運行狀況，為配網調度工作的順利開展提供有利的依據。增加主網和配網之間的聯系，提高配網管理水平，確保配網運行的安全性和穩定性。

結語

配網作為電力系統中的重要組成部分，其運行狀態直接關系到整個電網運行的安全性和穩定性。在配網運行管理工作中，加強電力電纜故障探測是重要工作，對電纜的故障原因進行分析，能夠為故障探測提供更加有力的依據。我國現有的配網電力電纜故障探測技術已經有較高的水平，隨著科學技術的發展，各種新材料、新工藝、新技術的應用，會不斷地提升配網電力電纜探測水平，可有效降低電力電纜故障發生概率，為我國供電系統的可持續發展奠定良好基礎。

參考文獻

[1]李哲亮，張海波，賈夢青，等.淺析配電網中電力電纜的故障檢測[J].工程技術：引文版，2016（6）：150.

[2]劉瑜.10kV配網電力電纜故障檢測與定位技術[J].電子制作，2017（7）：82-83.

[3]葛少偉.配網電力電纜的故障檢測與定位術[J].電子技術與軟件工程，2017（3）：244.