電力電纜故障原因與檢測技術

馬伏寶

沙坡頭區南山臺電灌站 寧夏中衛 755000

在我國現階段的經濟發展狀況下，電力行業是其中十分關鍵的一個環節，其可以為我國生產出需要的能源，是我國經濟發展最基礎的階段，隨著時代的發展，在電力行業當中，相關的技術也是達到了不斷的發展，這樣一來就為我們國家的經濟增長提供了動力[1]。

1 電力電纜故障原因

1.1 絕緣介質變質

（1）長期埋于地下造成的外部絕緣材料發生變化。（2）接頭質量、安裝技術等結構不密封造成接頭受潮進而引發的絕緣介質受潮。這兩種情況都降低了電纜的絕緣水平。

1.2 纜線過熱

（1）敷設于地下的纜線絕緣介質內部存在氣隙游離而導致的局部過熱。（2）地下敷設纜線通風不良而導致的纜線過熱。纜線過熱會加速絕緣介質老化，影響絕緣效果。

1.3 機械損傷

（1）不規范施工導致的電纜纜線絕緣介質和保護層受損。（2）自然因素導致的纜線接頭受拉力作用而受損。

1.4 材料缺陷

（1）生產商對纜線材料選取的不規范。（2）生產商纜線生產過程的不規范。這2個原因都會給纜線外部的絕緣體留下缺陷，以至于影響到電力電纜的正常工作。

1.5 超負荷運行

隨著我們國家的經濟發展，人口數量的增多，我們國家對于電力資源的需求量也是在不斷的增加，導致很多的電力電纜長時間的處于一種超負荷的狀態運行，而這樣就會導致電纜產生大量的熱，使得電纜的老化加速，導致電纜的使用年限大幅度減少。

1.6 產品設計不良

如機械強度不充足、工藝程序缺乏嚴謹性、防水措施不嚴密等，這些產品設計上的缺陷為電力電纜安全工作埋下了隱患。

2 電力電纜故障檢測技術分析

2.1 電橋檢測法

電橋檢測法也被稱之為“經典電橋法”，是各種電力電纜故障檢測技術當中運用最為廣泛、同時也是運用歷史最為悠久的一種方法，即使是在新興檢測技術已經在電力電纜故障檢測中大面積應用的今天，電橋檢測法仍然在一定范圍內保有其應用價值和應用市場。電橋檢測法是將故障導體與非故障導體連接成一個小橋，先通過調節電阻讓小橋處于平衡狀態，然后再進行測量，并通過橋臂的電阻比推算出測量結果。一般情況下，電橋檢測法多用于故障檢測中單相接地的情況[2]。

2.2 聲音檢測法

聲音檢測法，這一方法可以說是眾多電纜故障檢測方法當中最為簡單的一種，使用這一方法進行故障檢測就是通過對電纜在放電是所發出的聲音進行判斷分析，從而尋找故障所在的位置，并制定解決故障的方案。當遇到電力電纜敷設在明處的情況時，由于放電過程發出的聲音比較小，且容易受到外界雜音影響，因而不易通過聲音判斷來準確確定故障的位置，這時就需要故障檢測人員先行對電纜線的走向進行分析，然后借助擴音器對聲音進行放大，這樣比較容易確定故障的位置。雖然聲音檢測法操作簡單、測試范圍廣泛，但是專業性很強，須專業人員才能完成操作。

2.3 電容電流檢測法

當電力電纜處于工作狀態時，系統中的線路和設備都會存在一定的對地電容，并在電壓作用下產生電容電流，隨著電力電纜敷設的不斷增加和電力設備的大量投入運轉，電容電流也會越來越大。以電力電纜而言，這樣就會在纜線的長度和電容量之間發生一種關系，理論上這是一種線性關系，而電容電流檢測方法所依據的正是這一原理。在應用電容電流檢測方法時，最常見的是對電纜中芯線故障的檢測。檢測中首先需對電纜頭部的電容電流進行測試，然后再對電纜末端的電容電流進行測試，最后對測試結果中正常芯線和故障芯線的電流進行比對，從中判定電力電纜故障的部位。

2.4 脈沖檢測法

利用脈沖檢測法可以有效檢測電力電纜的高阻性接地故障、中阻性接地故障、低阻性接地故障、短路和斷線故障、接觸不良故障以及電纜的高阻閃絡故障等，在應用脈沖檢測法的同時，若配以聲音檢測法，檢測效果會更為理想。電力電纜故障脈沖檢測法的工作原理是利用脈沖發生器發出脈沖波，在電纜線節點產生反射脈沖，先通過對反射脈沖速度、時間間隔的分析來判定故障的發生位置，再通過對反射脈沖波波形的比對來判定故障發生的類型。脈沖檢測法中常用的有高壓脈沖檢測法、低壓脈沖檢測法等，工作性能分別如下[3]。

2.4.1 高壓脈沖檢測法

利用這一檢測方法進行尋找電纜故障所在的位置，需要利用傳輸線特性阻抗發生回波現象，然后給予電纜線路一定的電壓，當電流在纜線當中進行傳播時，遇到故障就會發生反射，相關的工作人員在利用數字示波器就能夠找出故障所在的位置。高壓脈沖檢測法更適應于高阻擊穿的情況，不足之處是波形不容易判斷，檢測人員面臨的危險大。

2.4.2 低壓脈沖檢測法

這種檢測方法主要用于開路、短路和低阻擊穿等電力電纜故障，具體做法是讓脈沖訊號施加在電纜芯線上，使訊號得以在纜線上傳播并反射，然后由故障檢測人員利用數字示波器等示波器儀器對脈沖波形進行測定，從中計算出故障發生的具體位置。低壓脈沖檢測法不需要借助電纜資料就可以對纜線故障進行檢測，同時還能夠根據反射脈沖極性識別故障類型，這種檢測方法的不足之處是無法對高阻和閃絡故障進行測定。

2.5 跨步電壓檢測法

之所以稱之為跨步電壓，是因為進行測量時被測量的對象是地面上的兩個點間的電場信號，故而叫作“跨步”。關于跨步電壓檢測法的工作原理，則是需要在電纜中加入特殊信號并使之對大地漏電，以便能夠在故障點周圍產生電場梯度，這種電場梯度具有方向性，其由強到弱。當這種情況發生時，故障檢測人員就可以使用測量工具沿著電纜的路徑來測出信號的方向以及幅度，一般情況下，應用這種方法是能夠比較準確的確定故障的發生點的。之所以要在電力電纜中加入一些特殊信號，主要是出于對提高設備抗干擾性能的考慮。

2.6 高頻感應定位檢測法和紅外熱像技術檢測法

這兩種方法在眾多的電纜故障檢測方法中，是屬于較為先進的兩種方法，第一種方法就是利用高頻信號波發生裝置向纜線進行傳播高頻的電流，從而產生電磁波，然后在地面上進行安裝探頭，這個探頭是用于接收高頻電磁場的，并且還能夠進行將電磁場的變化情況進行一定的分析處理，通過利用顯示器直接顯示出來，故障檢測人員通過觀察顯示器上顯示數值的大小來判定故障的發生點。后者的應用條件是，當電力電纜過載致使芯線的溫度迅速升高時，故障檢測人員可以將芯線溫度變化情況來作為判定故障發生點的根據，這種檢測方法具有不接觸電力設備，不讓電力設備停止運行等優點，因而頗受電力企業偏好。利用這一方法進行故障檢測就是用紅外熱像儀來進行對電纜的掃描，這樣就能夠獲得溫度場的分布圖像，然后在進一步的進行對圖像的分析，從而來獲得溫度場的數據，而后再通過對纜線芯線溫度的反演計算來實現對它的非接觸故障探測。

3 結語

在實際當中，對于電力電纜能夠產生不良影響的因素有很多，而這些因素就是導致電纜故障發生的原因。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。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。