電力電纜故障分析與診斷技術的研究

葛銘

摘要：在城市化進程加快的今天，城市電網供電中的電力電纜越來越重要，尤其是某些城市中心的電力線路架空線路。與此同時，電纜數量的不斷增加和電纜運行時間的不斷延長，使得故障頻發(fā)。基于此，文章首先對電纜故障原因進行了詳細的分析，指出其主要原因是絕緣介質老化、電纜過熱、機械損傷、過電壓、材料缺陷及護套腐蝕等問題。電纜問題診斷方法主要包括電纜故障點的確定過程、故障點的粗測、電纜敷設路徑的檢測和故障點的精確測量。

關鍵詞：電力電纜;故障分析;診斷技術

引言

安全可靠的生產與經營，是電力工業(yè)中最具影響力和影響力的關鍵產業(yè)之一，具有極其重要的意義。近幾年來，我國經濟社會發(fā)展取得了顯著成績，城市和基礎設施建設水平顯著提高。這使得電力供應規(guī)模不斷擴大，電纜數量不斷增加，工作時間不斷延長。電力業(yè)的發(fā)展給社會生活帶來了極大的方便。與此同時，停電事件持續(xù)增多。對電力電纜故障如何進行科學的分析與診斷，是電纜運營商必須認真考慮的問題。

1 電力電纜發(fā)生故障的故障類型分析

由于接地電阻小或電纜短路引起的電源電纜故障種類繁多。（1）一根或多根電纜相線接地，絕緣電阻低于正常電阻，并具有連續(xù)性，常見的類型有電阻接地或短路造成故障。（2）故障是由于電阻接地或短路而引起的，故障類型與第一種故障類似，但仍有區(qū)別，主要是接地或短路電阻有良好的芯線連接，比較常見的是包括單相接地、二相接地等;（3）開路故障電纜的各相導體都符合相應的絕緣電阻，但對導體進行連續(xù)試驗的結果卻存在一個或多個不連續(xù)導體，雖然未發(fā)生斷開，但不能及時將電壓傳輸到電纜端子，這樣就會造成故障，比較常見的是單相和兩相三相斷線。

2.電力電纜故障的診斷過程

2.1判定電纜故障性質

為了正確診斷和排除電力電纜故障，首先要對其故障性質作出準確判斷。按照故障類型的不同，故障可以分為高、低阻斷故障、閃絡、閉合故障、接地故障、短路故障、開路故障、綜合故障以及單相、兩相、三相故障。三相故障失效判定方法一般是先根據現象進行簡單判斷。單相接地故障有可能發(fā)生在單相接地故障時，若故障信號被提示。若采用過流保護動作跳閘，則故障類型可減少為兩相、三相、接地或接地、短路組合故障。在電纜發(fā)生開路或接地故障時，電纜芯會由于開路或接地電流而燒毀，增加了一道開路障礙物，造成原故障。對電纜故障進行初步判斷后，應測量電纜絕緣電阻，并同時進行電纜連續(xù)性試驗，以進一步了解電纜故障的性質。測量機的測試方法一般是采用兆歐表測量每根電纜的線芯之間以及線芯與地面之間的絕緣電阻，以確定是短路還是接地故障。若測試結果顯示絕緣電阻正常，就必須檢查導體的導通能力。經實測與計算比較，若實測值偏高，則可判定電纜已斷線。若以上試驗未發(fā)現異常，則應對運行線路進行嚴格壓縮試驗，以確定是否有閃絡故障。

2.2故障點的粗測

對故障點的粗略測量應先完成粗略工作再精確測量。雖然有多種方法檢測粗糙面上的故障點，但從理論上講，故障點檢測可分為電橋法和脈沖反射法。在實際工作上，方法的選擇應該根據故障的性質。對于測量單相、低阻、兩相短路、接地、三相短路故障的直流電橋方法。對于相對穩(wěn)定的高電阻接地故障，可以使用高壓直流電橋方法。在直流方面，存在著高電阻故障和放電現象;當故障區(qū)域的電阻小于或等于100 kΩ時，低電壓脈沖反射會很容易發(fā)生。如無法采用脈沖反射法，一般可采用閃絡發(fā)射法代替測量。

2.3測尋式故障電纜敷設路徑

確定深埋電纜的埋設路徑和深度對于進行精確測量所必需的。路徑定位是通過將電纜輸入 DC音頻信號來實現的，并為獲得反饋信號的電纜路徑提供了接收裝置。

2.4故障點的精測

準確判斷故障點需要多種技術手段，通常包括聲學測量、感應測量和地勢測量。對高阻故障，一般可采用聲學測量的方法達到定點。對于小電阻故障情況，聲學測量方法通常效果不佳，可以采用音頻反應法進行精確測量。

3.電力電纜故障的診斷技術

3.1聲音測量法

聲音測量法主要用于電纜故障的檢測與診斷。診斷電纜故障時通過放電時發(fā)出的聲音判斷出故障。聲音測量法比較適合的是高壓電纜絕緣閃絡的芯部放電。采用直流耐壓儀診斷電力線路故障。這樣，當電容達到某一電壓值時，新電纜就會因電纜故障而放電。此時，放電會發(fā)出嘶嘶聲。通過聽覺就能發(fā)現故障所在。如果是故障，首先要確定電纜的方向，然后在最大放電聲區(qū)中放電，找出故障所在。使用低音揚聲器的主要方法是在電纜方向上緩慢移動，仔細檢查最大放電聲區(qū)的位置。

3.2電橋檢測法

電橋檢測法主要是利用雙臂橋測量電纜流經新線路的電流電阻，然后測量其長度，嚴格地計算出故障點與電纜長度的關系。線纜故障點計算，采用電橋檢測法診斷電纜故障需要從多個角度進行分析，特別是對接觸故障的診斷，需要主要的是線纜芯線的短路接觸電阻在1歐姆以下。對于超過1歐姆的故障，需要采用高壓穿通技術將電阻降到標準值以下，再用電橋檢測方法進行測試。結果表明，采用電橋檢測法診斷電纜故障，可提高測量精度，減少接線數量。

3.3 電容電流檢測法

電纜運行時，電流平均分布在線芯之間、線芯與地面之間，電容與線纜長度成線性比例。電容電流值可通過電容電流檢測法確定，并可對斷線與完整線圈之間的電容比進行分析比較，找出故障點。總之，在當前的城市建設中，要重視電纜故障問題，分析故障原因和故障類型，采取有效的診斷方法，進行診斷和處理，并及時發(fā)現和查找問題，加以解決。保證電源線正常、穩(wěn)定地工作。

4結束語

對電力系統的故障進行了分析，指出保證電力安全，加強電纜保護的重要性。通過對電力電纜故障原因的分析，將其進行了分類，并探討了各種故障診斷方法。本文著重指出，為保證電纜的正常運行，不僅要加強檢查和監(jiān)督，還要嚴格控制電纜的電流和溫度，而且要規(guī)范工藝，防止發(fā)生故障。

參考文獻

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上海市電力公司市區(qū)供電公司，200080