試述電力電纜常見故障分析及處理

馬驥

【摘 ?要】電力電纜故障問題的發生，會給電力企業供配電系統的日常使用安全造成嚴重的威脅。目前常見的電力電纜故障類型包括斷線性故障、短線性故障及接地性故障的等幾種，故障產生的原因和造成的危害程度也不盡相同。本文主要分析了電力電纜常見故障問題，并結合其產生原因提出了有效的故障分析與處理方法。

【關鍵詞】電力電纜故障;絕緣;短路

引言

城市的發展與社會的進步帶動著國民生活質量和用電需求持續上漲，而電力電纜及相關設備作為電力企業為城市居民進行供配電與傳輸電力資源的重要途徑，對于居民用電安全和電力企業經濟效益影響至關重大。然而目前在電力電纜應用的過程中仍然存在有很多故障問題，相關電網工作人員只有準確的找出電纜故障產生的根本原因，才能夠更好的通過選擇高性能電纜材料、優化電力系統設計和加強日常管理與維護等方式，保障我國電力電纜及供配電系統的運行安全。

1 常見電力電纜故障問題及成因分析

現階段大部分電力電纜故障問題，都可以按照短路、斷線、接地和混合型故障進行分類。其中短路型故障主要為兩相短路或三相短路;斷線故障指的是電纜芯受機械損傷問題影響，而發生完全或不完全斷線;接地性故障指電纜芯在高壓情況下被擊穿而產生的故障問題，通常稱絕緣電阻在10kΩ以上的為高阻接地，低于這一范圍的為低阻接地。

1.1 斷線性故障

（1）機械損傷

很大一部分電力電纜斷線性故障，均是受到機械損傷原因影響而產生的，而機械損傷問題也可以進一步細化為由于長期磨損或者突然事件導致。例如電網工作人員在進行電力電纜套管安裝以及管線鋪設時，由于沒有嚴格按照工程設計要求控制尺寸與間距，因此很容易造成由于套管磨損或電纜彎曲過度而損傷電纜。其次，長期處于低溫環境下也會使電纜的外部絕緣保護層產生輕微損傷，但是通常造成這種損傷惡化的主要原因還在于人為因素影響。由于突然事件造成的機械損傷則更難進行把握，例如在土方開挖過程中由于碾壓過度或拉扯也會導致電纜斷裂。

（2）地形影響

地形影響因素主要指的是自然界的地質變化及環境變化影響，例如地震或洪水等自然災害會導致埋設電纜的地層產生劇烈運動，而通常這種情況下對于電力電纜造成的損害是較為嚴重的，也是憑借人力和技術手段都難以抗拒的。

（3）閃絡故障

閃絡故障指的是電纜在低壓條件下狀態良好，但是在電壓持續升高的過程中或達到某一電壓值時，電纜絕緣保存會由于高壓被瞬間擊穿。通常這種閃絡故障的產生原因，與電纜材料和絕緣層材料性能有密切的關聯。

1.2 短路性故障

（1）三相芯線短路

三相芯線短路故障的產生與電纜或用電設備的接地電阻大小，有著直接的影響關系。同時電網工作人員在判斷三相芯線短路故障的類型時，會根據接地電阻是否超過1000Ω，作為高阻短路故障與低阻短路故障的判斷依據。

（2）絕緣老化變質

電纜絕緣層老化或變質問題，很容易進一步演化為漏電或局部放電很嚴重的危險事故，通常造成絕緣老化或變質問題的原因主要為人為因素與自然因素影響兩方面。其中人為因素包括不科學的電纜絕緣設計造成散熱效果差，或者長期過負荷運行等設計與管理問題，導致電纜溫度升高加快了絕緣層的老化;而自然因素影響則主要表現為年久失修的電纜由于內部存在較大的氣隙，因此游離的電場便導致絕緣性能下降。

（3）電纜材料缺陷

材料缺陷問題在多種類型的電纜故障中都充當了重要的影響因素，而引發短路性故障的電纜材料缺陷問題，則主要集中為絕緣層材料工藝不達標或者電纜材料選擇不科學等。

1.3 接地性故障

（1）三芯電纜一芯或兩芯接地

這種接地性故障表現為三芯電纜中一芯或兩芯存在絕緣測試不連續的現象，而通常造成這種問題的原因，在于電纜芯之間的絕緣性能隨運行時間延長而下降并低于正常值。

（2）絕緣受潮

部分電纜終端或中部接頭處的絕緣保護層由于機械損傷或自然腐蝕而產生破損，因此導致接頭處密封性能降低從而引發了絕緣受潮故障問題。另外由于絕緣膠灌注不充實、電纜接頭與水源接觸過多等，也會導致電阻降低、電流增長，從而引發電力故障。

（3）過壓、過載運行

過負荷運行條件下極容易造成絕緣層被擊穿，從而引發電纜接地性故障。部分電纜設計沒有預留電網運行裕量，是在缺乏有效管理的情況下便會造成長期過負荷運行。

2 電力電纜常見故障的判斷方法

2.1 電橋法

電橋法是一種用于檢測電力電纜單相接地、或相間短路故障問題的傳統方法，工作人員根據電纜的總長度和橋壁平衡參數可以較為準確的找出故障點的發生位置。電橋法的應用優勢在于操作便捷并且對故障點定位誤差較小，但是缺點在于需要充足的電纜長度資料和對電纜相有較高的絕緣性要求，這實際應用時耗時長、工作效率較低。

2.2 低壓脈沖反射法

這種方法是通過發射高頻低壓脈沖在電纜中運行，這樣通過接收遇到故障點而反射的電磁波，便可以精確的判斷出故障點類型及發生位置。通常低壓脈沖反射法需要配備高精度的測量儀器，因此成本較高。

2.3 直流閃絡法與高壓閃絡法

針對高阻故障點可采用直流閃絡法進行加壓擊穿電纜絕緣，再通過計算測量點與故障點距離獲取故障位置。而對于低阻電纜故障則應采用高壓閃絡法判斷故障點是否存在間隙放電現象，相比之下直流閃絡法測量精度高、操作便捷，而高壓閃絡法適用范圍更廣泛。

3 電纜故障解決方法

3.1 減少機械損傷與絕緣老化

想要有效減少機械損傷，一方面要在電纜鋪設過程中減少彎曲和提高安裝質量，并加強日常管理與規范力度，提高巡檢的頻率。而為了防止電纜產生絕緣老化，盡量避免讓電纜接觸酸堿度較高的土壤，同時要科學優化電纜鋪設線路設計方案，使電纜線路遠離熱力源或散雜電流密集區才能避免長期腐蝕造成絕緣老化或破損。

3.2 防止過負荷運行與電纜受潮

減少過負荷運行現象，便需要通過優化電纜設計選型方案和加強日常操作規范管理入手。進行電纜設計時要綜合考慮到實際使用需求并預留出裕量，同時在日常運行的過程中提高監管力度，保障電纜穩定運行從而延長使用壽命。而針對電纜受潮問題，有效解決方案便是做好充足的熱備用（即備用多條電纜），在發現電纜受潮故障時及時更換。

3.3 科學選材提高防護質量

提高電纜材料選擇的科學性，能夠從根本上避免發生運行故障問題。例如選擇電纜材料時應充分考慮到導電性和電阻影響，既要保障電力能源的安全快速運輸，同時較高的性價比也能夠為電網企業創造經濟效益。而電纜絕緣層及防護材料的選擇既要考慮到保護層的耐腐蝕性、耐高溫性和力學強度，同時還不能忽略散熱性與絕緣性能要求，這樣才能確保電纜保護層材料達到安全使用的性能指標。

結束語

綜上所述，在城市電網建設逐步完善、國民日常生活和工作用電需求量進一步提高的社會背景下，只有高效、高質量的解決電力電纜故障問題，才能夠為用戶提供更好更安全的用電體驗。相關工作人員應深化電纜材料應用及性能選擇理念，進一步優化電纜設計方案和加強日常運行規范管理，同時還要重點掌握故障判斷方法才能有效解決電纜運行安全問題。

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（作者單位：甘肅省天水市秦州區堅家河4號天水鐵路電纜有限責任公司）