電力電纜試驗方法及檢測技術分析

陳根友 郭子韡

摘 要：電力電纜的帶電診斷與故障處理工作的開展，對于地方電力的穩定性提升，能夠產生決定性的影響，通過在技術水平上獲得良好的提升，完全可以促使未來工作的安排獲得更高的可靠性、可行性。

關鍵詞：電力電纜；故障；檢測技術

前言

近年來，隨著我國電力體制改革進程的不斷加快，電網的建設規模日益擴大，同時，電力用戶對電能的需求量也顯著增加，在這一背景下，高壓電力電纜的應用越來越廣泛。然而，由于受到各方面原因的影響，使得電纜常常會出現各種故障問題，由此影響了供電可靠性，通常電力電纜發生故障而得不到及時的搶修，便會引起大范圍的停電，嚴重甚至是火災等。因此，加強對電力電纜的故障分析，并制定出相應的應對措施，對整個電網安全運行都有著非常重大的意義。

1 常見故障原因

1.1 絕緣和保護層受損

電纜絕緣體在煤礦等復雜地質條件下，由于長期處于高溫、強電壓作用下，其本身電阻會受到一定的影響，從而降低了絕緣效果。當老化的絕緣體與臭氧接觸或處于高溫環境，都會導致其變質。如果在電纜密集區域安裝了過熱電纜，會因其不通風而造成電纜過熱而絕緣加速老化變質。由于電力電纜表面的保護層極易侵蝕，再加上所鋪設路段附近的地下電廠具有超強的腐蝕性，會造成保護層受潮而電纜發生斷裂而導致短路，這也是造成電纜發生故障的重要原因之一。

1.2 電纜本身的質量與操作問題

電力電纜在設計制作過程中，沒有根據規范的標準來設計，同時制作時使用了劣質材料，加上不合規的操作及分布不合理的電場，這些都是造成電力故障主要的原因，而電纜自身質量問題集中表現為。制作時，電纜的絕緣部位沒有包裹好或者出現破損、不平整等原因。電纜附屬設備制造過程中金屬表面粗糙。電纜絕緣體以及絕緣層受潮造成電力故障。電纜各零件設計達不到技術要求，容易出現泄漏。電纜鋪設過程中，有關技術人員沒有按照設計進行施工，在靠近電力電纜管理施工的時候忽略了容易電纜破損的問題，同時再長時間的收到侵蝕就容易造成電力系統崩潰，這也是發生故障的一個原因，會給人們的生活和生產帶去嚴重的影響。

1.3 超負荷運行

電流所具備的熱效應特點，會導致電流在通過電纜的時候芯線發熱，再加上電纜損耗過程中也會產生一定的熱量，因此，在電纜在長期工作中會產生大量熱量，造成溫度不斷升高，久而久之就造成絕緣的損壞，尤其是在夏季，其外部環境溫度高和電纜本身溫度，通常就會造成電纜發生一定的破損現象。一般超負荷運行所導致的電纜損壞主要表現為以下幾點：（1）導線接點損壞；（2）電纜保護層容易出現龜裂現象；（3）保護層的絕緣部位老化加速。

1.4 電纜終端的制作工藝

電纜端子電暈放電主要是由于三個鐵心分叉之間的距離很小以及鐵心與鐵心之間形成電容器的間隙，從而導致相間放電或接地放電。長期放電會損壞電纜終端。在電纜在線監測過程中，TEV瞬態電壓測試儀發現電纜三指套處的電暈放電幅度高達28dB。可以判斷電纜端子制造和安裝過程中的不良情況，然后添加污垢，從而引起電暈放電。

1.5 機械損傷引起的故障

220kV高壓電纜在使用的過程中，由于受到外力的作用，會使絕緣損壞，甚至會造成導體斷裂。在對高壓電纜進行安裝時，部分作業人員未按規范操作，致使電纜受到過大的機械牽引力導致外部絕緣層斷裂。此外，高壓電纜基本全都是裝設在室外露天環境當中，受到一些自然現象的影響，如大風、陰雨天氣等，都可能造成機械損傷。

2 故障的檢測與排除方法

2.1 萬用表法的應用

這是高壓電纜故障檢測中最為常用的一種方法，它的基本測量原理如下：在終端電纜的金屬屏蔽層與纜芯進行短接，然后在起始端，借助萬用表對二者之間的電阻值進行測量。當測出的電阻值為無窮大時，表明電纜故障為開路故障，若是電阻值為2倍纜芯電阻，則可判定為斷線類故障。

2.2 直閃法的應用

直閃法是直接高壓閃絡法的簡稱，這種方法可在閃絡擊穿故障的檢測中應用。在此類故障當中，故障點位置處存在著極高的電阻，隨著閃絡的出現，將會產生出電流脈沖波，并以行波的形式，在電纜與故障點間反射。通過電纜的測試端口，可以獲取到電磁波的相關數據，依據波形可判斷電波的反射時間，進而找出電纜的故障點。直閃法的特點是測試速度快、精度高。

2.3 電橋檢測技術的應用

故障電纜相與一條非故障電纜相以短接的方式進行連接，同時，將單臂電橋電路連接于電纜的起始端處。通過對非故障電纜相的電阻與故障電纜相故障點后的電阻及故障點前的電阻值之比進行測量，在結合高壓電纜本身的長度，便可計算出故障點的實際距離。該檢測方法具體如下優點：操作簡單方便，用途廣泛。唯一的不足是無法對閃絡故障進行準確檢測。為解決這一問題，業內的專家學者經過研究，開發出了具有較高靈敏度的測量儀器，在實際檢測中，可對此類儀器進行應用。

2.4 低脈沖反射法

低脈沖反射法由于輸出信號電壓小于150V，故稱之為儀器測量低電阻或開路故障。如果無線電波被傳輸到故障點，一些信號將被反射回來。通過計算時間差，可以計算出故障。該技術可用于測量電纜低電阻故障和電纜長度測試。

2.5 脈沖電流法測距

由于電纜故障點電阻較大，當發生高電阻故障時，故障點的傳輸系數幾乎為零，因此無法準確識別低壓脈沖測量方法，因此有必要采用高壓閃絡測量來檢測電纜故障點的閃絡，監測。高壓引起電纜故障點的閃絡點，瞬間引起電路短路，故采用儀器進行故障采集和記錄。由阻擋點反射的脈沖電流可以通過判斷電流行波信號到兩側和故障端的時間來測量距離。電流脈沖電流法主要利用電流來防止低壓側底線直接連接高壓，具有安全方便的優點。

2.6 二次脈沖法

一些電纜的電阻接地在更高的水平上。傳統的電壓檢測方法不能很好地對其進行監測。第二脈沖測量方法向電纜傳輸低電壓脈沖，當脈沖通過高電阻的故障點時，它會發生反應。當脈沖在另一端反射回來時，將記錄并存儲器件的波形，并計算故障點的距離。

結語

電力電纜故障是由多種原因引起的。除了電纜本身的質量和施工質量外，還與后期的維護和運行環境有直接的關系。為了保證電纜的安全和正常運行，應加強對電纜制造、施工和運行環節中的危險因素的控制，并在一定程度上降低故障發生率。電力電纜作為電力傳輸和各種電氣設備的連接，在電力系統中起著一定的作用。電力電纜故障點的準確確定不僅可以提高供電可靠性，而且可以有效地降低故障維修成本和停電損失。另外，針對電力電纜運行中出現的故障，應根據原因采取相應的措施，以避免故障造成的嚴重后果，特別是防止電纜故障引起的火災的發生。只有選擇合適的儀器和測量方法，按照一定的程序工作，才能順利地檢測出電纜的故障。

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（作者單位：國網安徽省電力有限公司亳州供電公司）