電力電纜故障原因分析及檢測方法探討

高立星

摘? 要：電力電纜出現故障會對電網的安全供電造成影響，本文對電力電纜故障形成的原因進行深入的分析，并對電纜故障檢測辦法展開探討。

關鍵詞：電力電纜;故障原因;檢測方法;預防措施

與架空輸電線路進行比較來看，電力電纜有著布局方便、運行可靠和便于維護等特點，在城市供電網和特殊環境中得到了大量的應用。可是，由于電力電纜埋設于地表下面，如果出現電氣故障很難進行有效地查找，一般情況下，診斷故障都需要幾個小時，疑難故障可能需要幾天的時間，會造成大量的資源浪費，會給企業帶來較大的經濟損失。隨著城市電網改造升級的不斷開展，更多的電力電纜被應用到電力系統當中，由于電纜接頭施工較為復雜，施工達不到質量要求容易引發電纜故障，產生電氣故障后采用何種方式快速查找到故障位置，快速地恢復正常的供電，是很多電力企業關注的問題。本文對電力電纜故障產生的原因進行分析，深入研究電力電纜故障檢測辦法。

1電力電纜故障形成的原因

1.1機械損傷

電力電纜產生機械損傷，主要是由于電纜在鋪設施工時由于承受較大的拉力，或者彎曲度超過規定值而引起的電纜絕緣及護套受到破壞，在電纜施工或交通運輸是受到外力而使電纜產生損傷。

1.2過負荷運行

如果電力電纜承受較大的負荷，電纜會產生過熱問題，電纜表層的溫度會顯著升溫，電纜的絕緣護套會產生老化現象，會在絕緣薄弱的位置產生擊穿問題。

1.3電纜頭故障

電力電纜中間連接頭和終端是最容易出現電氣故障的部位，電纜頭產生的電氣故障主要有如下幾方面：1）電纜頭的加工制作工藝達不到質量要求，電纜頭中存在著雜質及氣隙等問題，電力電纜投入使用之后，在較強的電場施加的作用力下，內部存在的雜質會出現游離現象，連接不良的部位會出現放電現象。2）電纜終端電氣接頭或者中間接頭屏蔽接地達不到設計要求，會使接地電阻達不到規定值，會形成較高的過電壓，從而引起電力電纜出現部分擊穿問題。4）絕緣受潮。電力電纜絕緣層受潮是引起電纜故障的重要原因，會使電纜護套絕緣電阻變低，會產生較大的泄漏電流。引起電纜絕緣受潮的原因主要有：1）電纜終端接頭或中間接頭的密封失效，外界的潮氣進入到電纜內部，從而對電纜的絕緣性能產生了較大的影響。2）電力電纜制造存在著質量問題，進行包鉛操作時出現了裂紋或砂眼等問題。3）電纜護套補其它尖銳物品刺穿，或者被化學物質造成了腐蝕，或者被電解腐蝕，從而使保護層出現了失效問題。

2電纜故障檢測辦法

2.1電橋法

用電橋法來測量電力電纜的故障，應該先把電纜故障相和其它非故障相終端進行短接。在電纜起始端采用單臂電橋來對故障相、被短接的非故障相進行連接。之后，對故障相電纜的故障點電阻及非故障相電阻進行測量，并求出兩者的和RL0+ RL1，再與故障相電纜的故障點電阻RLX來求取比值，并結合電力電纜長度來得到故障點實際位置。電橋法測量電力電纜的故障位置具有很高精準性、操作起來比較方便，但存在的缺點在于對閃絡性故障及高阻方面的檢測并不適用，如果故障電阻比較高，電橋電流不大，普通靈敏度的檢測儀表很檢測起來很困難。除此之外，采用電橋法進行故障檢測，還應該需要了解電力電纜準確的長度值，如果電纜是由不同截面組合而成，還應該進行換算處理，所以，電橋法也無法對三相短路或者斷路故障進行測量。

2.2低壓脈沖反射法

采用低壓脈沖法來對電力電纜故障進行檢測，需要把低壓脈沖注入到電纜故障當中，因為電纜故障點是一種阻抗不匹配點，如果低壓脈沖順著電力電纜傳播到故障端時，則會形成反射脈沖信號，然后依據形成的發射脈沖及反射脈沖往返形成的時間差和脈沖傳播速度，從而可以確定出電纜故障點位置。但該種方法也有一定的局限性，一般情況下，電纜故障測量儀應用的電壓脈沖是矩形脈沖，如果在脈沖寬度時間里獲取到的反射脈沖和發射脈沖出現重疊問題，無法有效地對兩者進行區分，那么就無法確定故障點具體的位置。所以，采用低壓脈沖反射法來確定電纜故障存在著檢測盲區。

2.3脈沖電壓法

該種電纜故障檢測方法主要有直流高壓閃絡法，應用直流高壓信號會對電力電纜故障點進行擊穿特點，對放電電壓脈沖在故障點及測試點相互間的往返時間過量行記錄，從而通過計算的方法來獲取到故障點的位置。脈沖電壓法具備的優勢在于可以根據故障擊穿所形成的瞬間脈沖信號，可以實現很快的故障診斷速度。但是在故障位置進行放電時，特別是沖擊閃絡進行測試，會經過電阻分壓器來對電壓脈沖信號進行測量，無法有效地識別出分壓器耦合電壓波。

2.4脈沖電流法

脈沖電流法把電力電纜故障點進行擊穿，再對擊穿過程中形成的電流行波信號進行有效地測量，然后再結合故障點和測試點電流行波的往返時間來確定故障點的位置。該種故障檢測辦法的局限在于它采用互感器把脈沖電流進行耦合，形成的波形比較復雜，無法對故障點的準確位置進行識別，電纜線芯絕緣介質損耗而導致的行波信號衰減和中間接頭等產生的反射及別的干擾因素，故障波表一般會產生很大的誤差。

2.5二次脈沖法

二次脈沖接線法是應用高壓發生器沖擊閃絡的測量技術，在故障位置處起弧瞬間和熄滅瞬間，對低壓脈沖進行各自的觸發，然后對兩次低壓脈沖波形進行對比來識別電纜故障位置。但該故障檢測方法的缺點在于高壓擊穿故障燃弧時間不長，而且極不穩定，當高壓脈沖消逝時會重新回到高阻狀態，會使隨后發射的低壓脈沖無法擊穿故障高阻，從而無法獲取到故障波形。

3結束語

綜上所述，電力電纜在進行鋪設作業時，由于機械損傷、過負荷運行及電纜接頭故障是引起電纜故障的根本原因，每個故障檢測方法都有著優缺點，應該根據故障情況合理進行選擇，對電纜的運行電流和溫度進行在線實時臨測，避免由于化學腐蝕和電解腐蝕對電纜造成影響，可以快速地查找到故障所在位置，從而保證電網的供電安全。

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