電力電纜故障檢測的方法分析

張家保 張堯 董文韜 馬少龍

摘 要：隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善，電力電纜故障檢測取得了較為顯著的進(jìn)步，各種檢測方法與檢測設(shè)備不斷被發(fā)掘，并且在實(shí)際電力檢修中得到應(yīng)用。本文從電力電纜故障原因入手，分析了電纜故障常用檢測的方法及故障如何定位，以供同行專家參考。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障檢測;方法與分析

電力電纜在國家電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)著非常重要的地位，是電網(wǎng)輸送電能的關(guān)鍵設(shè)備。現(xiàn)階段，我國的電力電纜故障檢測技術(shù)并不完善，一旦發(fā)生電力電纜故障，故障檢修往往需要花費(fèi)較多的時間，從而嚴(yán)重影響了供電的可靠性。因此，加強(qiáng)對電力電纜故障檢測方法的研究，對我國電網(wǎng)的運(yùn)行具有非常重要的意義。

1電力電纜常見故障原因分析

電力電纜通常是由交聯(lián)聚乙烯（XLPE）制作而成的，其正常服役年限為三十年，但我國電力電纜基本上都埋在地下，由于地下環(huán)境比較惡劣，使交聯(lián)聚乙烯材料常年處在濕潤的環(huán)境中，極易被腐蝕。另外，由于材料本身自身老化或制造缺陷也會導(dǎo)致絕緣層功能性下降，甚至出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。電力電纜出現(xiàn)故障的主要原因總結(jié)如下：

一是，絕緣層老化。絕緣層在地下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生化學(xué)性老化， 絕緣層空隙部分產(chǎn)生電暈而形成電器老化，以及水分的侵蝕會產(chǎn)生水樹枝老化等。可以采用電纜介質(zhì)損耗角的正切值與直流漏電電流來進(jìn)行絕緣層老化程度的判斷，前者可以在通過在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行測量，而后者需要停電之后才能進(jìn)行測量;

二是，絕緣層機(jī)械損傷。這主要是在電力電纜敷設(shè)施工時造成磨損， 或其他挖土等施工活動造成絕緣層損傷。此外，還可能是由于大貨車車輛超載對地面的碾壓，產(chǎn)生振動從而使地下的電纜絕緣層受損;

三是，過電壓。這主要是由于電纜遭受雷擊或電纜內(nèi)部電流電壓過大超出了電纜的符合，從而導(dǎo)致絕緣層擊穿;

四是，材料本身或制作工藝存在缺陷。在對電纜進(jìn)行制作時，絕緣層內(nèi)有裂紋或缺口等。

2電力電纜故障檢測方法

通常電力電纜的故障檢測需要進(jìn)行以下三步，故障診斷、故障測距以及故障定點(diǎn)，通過故障分析確定故障所在的大致線路，然后再進(jìn)行故障位置的測量，最后根據(jù)故障測距進(jìn)行故障的定點(diǎn)分析。現(xiàn)階段，常用的電力電纜故障檢測方法有以下幾種：

2.1???? 電橋法

電橋法是最為經(jīng)典的一種電力電纜故障檢測方法，在電橋兩臂上設(shè)置可調(diào)電阻，然后將非故障相與故障相短接后，再分別接入電橋兩臂，通過調(diào)節(jié)兩臂的電阻使其達(dá)到一個平衡的狀態(tài)，最后根據(jù)公式確定電纜中故障點(diǎn)的大概位置。這種測量方式操作簡單，并且精度也比較高，但需要注意的是要做好芯線回路工作。此外，電橋法存在一定的應(yīng)用局限，其不能用于短路故障、高電阻接地以及閃絡(luò)故障的檢測。

2.2???? 高壓脈沖檢測法

高壓脈沖檢測法是利用阻抗變化時產(chǎn)生的回波現(xiàn)象進(jìn)行的，當(dāng)在電纜中加上一定的強(qiáng)度高電壓時，注意不要將電纜絕緣層擊穿，使其內(nèi)部發(fā)生放電，通過計算放電脈沖的傳播與反射情況，可大概確定電纜故障的位置。高壓脈沖檢測法能夠使用各種電力電纜的故障檢測，但需要注意的是，由于在進(jìn)行檢測是會用到高壓，所以需要額外注意檢測時的安全性。

2.3???? 低壓脈沖檢測法

低壓脈沖檢測法與高壓脈沖檢測法有相似之處，都是通過在電纜中加入脈沖信號，然后通過對脈沖信號進(jìn)行分析，然后在確定電力電纜的故障位置。有所不同的是，低壓脈沖檢測法使用的局限性同電橋法一樣，不能用于短路故障、高電阻接地以及閃絡(luò)故障的檢測，但低壓脈沖檢測法中低壓脈沖非常明顯直觀，可操作性強(qiáng)。

2.4???? 閃絡(luò)檢測法

閃絡(luò)故障檢測法是利用高電壓使故障位置瞬間放電，然后通過對放電位置的反射波來確定電力電纜的故障位置。根據(jù)使用的高壓不同可分為沖閃法與直閃法，沖閃法是利用沖擊高壓閃絡(luò)來進(jìn)行測量的，這種測量方法主要用于泄露性的故障檢測，沖閃法的特點(diǎn)是確定率低，波形辨別起來難度較大，但是其應(yīng)用范圍十分廣泛;直閃法則是利用直流高壓閃絡(luò)進(jìn)行測量，這種測量方法通常用于閃絡(luò)性高阻故障的測量，直閃法測量的特點(diǎn)是準(zhǔn)確率高，但波形難以辨別，并且使用范圍非常小。

3電力電纜故障位置確定

電力電纜故障位置的確定一般有兩種方法，一種是聲磁法，另一種是聲測法。前者是通過加入高壓電使故障位置放電，這時故障位置電纜外皮會與大地形成回路，回路中產(chǎn)生環(huán)流并引發(fā)脈沖磁場，這時通過對脈沖信號進(jìn)行檢測，從而確定故障點(diǎn)的位置;聲測法主要是通過高壓設(shè)備在故障位置將絕緣層擊穿，然后通過分析故障點(diǎn)放電時所產(chǎn)生的機(jī)械振動，從而確定振源的位置，即故障點(diǎn)的位置。聲測法是一種有效的定位方法，但其主要是用于測定短路故障、閃絡(luò)性故障以及高阻接地的故障位置確定，在定位過程中易受到外界的干擾。

4結(jié)束語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電纜故障檢測技術(shù)也會得到不斷的進(jìn)步與完善，總體而言電力電纜故障檢測技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，在精確度方面還有很大的提升空間。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱偉琪. 電力電纜故障檢測的方法與分析初探 [J]. 科技風(fēng)，2017， No.331（25）：199.

[2] 程嫣妍. 電力電纜故障檢測方法與應(yīng)用 [J]. 中國高新區(qū)，2018，000（010）：158.