高壓電力電纜的故障類型與探測技術

王偉

遼寧省檢驗檢測認證中心（遼寧省產品質量監督檢驗院） 遼寧沈陽 110000

1 電力電纜故障常見類型及故障形成的原因

1.1 電纜故障常見類型

①低阻故障低阻故障主要是因為絕緣材料本身受損，導致絕緣電阻Rf 較小。出現這一類型的故障，其絕緣電阻可利用低壓脈沖的方式來進行測量。一般來說，低壓動力電纜及控制電纜是低阻故障最容易出現的區域。②高阻故障高阻故障本身也是因為電纜相間或相對地絕緣受損引起的。③開路故障開路故障主要是電纜的金屬部分連續性被破壞，造成斷線故障。在這一種故障下，絕緣電阻Rf 表現出無窮大，能達到規定的實際要求，但因為其負載能力較差，就無法直接將工作電壓傳輸到對應的終端。同時不同程度損害了故障點的絕緣性能[1]。

1.2 電纜故障形成的原因

通過對高壓電纜故障進行仔細的分析，發現出現電纜故障主要是因為：第一，電纜本身的質量不達標，影響正常的使用。第二，電纜施工方式不當，導致電纜在施工環節受到不同程度的損傷。第三，因為電纜所處的環境相對特殊，電纜本身也容易受到外界環境的影響，最終留下安全隱患。第四，電纜容易受到外力的影響，進而引發電纜的機械損傷，其造成的事故占據電纜總事故的50%。

2 高壓電力電纜的探測步驟

一般在高壓電纜探測的過程中，使用常規性的探測方法往往無法起到良好的效果，因此需要使用專門化的儀器以及方法對高壓電纜進行故障點探測。①高壓電纜故障性質診斷。在進行高壓電纜故障性質的診斷過程中，需要針對以下幾種方面進行詳細的診斷。①需要診斷故障電纜的電阻高低，是屬于高阻電纜還是屬于低阻電纜；②需要診斷故障狀態，是屬于閃絡故障還是封閉性故障；③則是需要對于故障的形式進行診斷，是屬于接地故障、短路故障、斷線故障還是以上幾種故障的混合；④需要對電路故障范圍進行詳細化的劃定，是屬于單相故障、雙向故障還是三相故障。以上幾方面的判斷能夠幫助電力電纜檢修人員在最短的時間內確定故障問題以及故障發生距離點。②高壓電纜故障測距。在高壓電纜的故障測距過程中，測試人員往往需要使用粗測的方法。所謂的粗測也就是在被測試電纜的一端使用測試儀器，初步確定故障距離，這能夠更好地縮短故障點的范圍方便檢修人員進行下一步的精確確定。③精確測定故障點。通過前步的粗略測量，對電纜的大致路徑走向進行詳細化的進一步測試，這步驟也被稱為精確測定故障點。通過對電纜的路徑走向以及工作環境進行計算后，能夠采用相應方法在故障范圍內進行精確化的故障點確認[2]。

3 測距方法

一般來說常見的測試方法是采用惠斯頓電橋法，電橋法中又包含有電阻電橋法、電容電橋法兩種。在測距過程中使用惠斯頓電橋法的優點在于簡單方便，同時較為精準，而惠斯頓電橋法的缺點在于其不適用于高阻電路或發生了閃絡性故障的電路。伴隨著電力電子科技的發展，在近幾年來電力電纜的故障測試技術已經有了較大的飛躍，除了惠斯頓電橋法之外，又出現了測距的脈沖電流法、路徑探測法、脈沖磁場法以及使用聲音信號時間差來尋找故障的方法。也就是說在未來的發展過程中，伴隨著信息技術的進步，尋找電纜故障的探測技術有了全新的發展方向，進入了智能化的階段。在以上幾種測試方法中，電橋法、駐波法屬于從經典測試方法中發展而來，低壓脈沖法、脈沖電壓、脈沖電流法屬于在當下發展過程中逐步演化而來的新型測試方法。新型測試方法主要是根據原有的測試理論，通過對每段線路之間互感的作用來進行詳細的分析，通過波動方程計算出故障點的具體位置。與此同時，電力電纜發生故障的原因也直接影響了測試方法。一般來說，不同的故障情況需要采用不同的方法。

4 脈沖電壓法

脈沖電壓法也被稱為閃測法，使用脈沖電壓法的主要優點在于不會對電纜產生嚴重的損害以及影響，不需要燒穿高阻以及閃絡性故障，在故障被脈沖信號擊穿的瞬間會產生脈沖信號反射，隨后經過計算之后就能夠掌握故障點的實際位置。雖然這種測試方法較為簡便，但需要注意的是，這種測試方法存在著一定的缺陷。首先這種測試方法安全性較低，在測試的過程中儀器和高壓回路之間存在電氣連接，很容易導致高壓電流導入儀器，損壞儀器的同時也有人員傷亡的危險。其次這種方法在測試的過程中，高壓電容非常容易產生脈沖信號短路，這種短路會導致電阻以及電感產生電壓信號，進而影響維修工作。而如果降低電壓，就會導致擊穿難度加大，很難直接擊穿故障點從而產生脈沖。除此之外，使用這種方法的缺點在于進行沖閃測試時分壓器耦合電壓形成的波形較為平緩，這為分辨工作帶來了困難[3]。

5 結語

隨著我國對電力電纜特性研究的逐步深入，眾多故障測距以及定位方法都有了實際化的提升。然而當下存在的問題是依舊沒有一種測試方法能夠應用于所有故障線路中，因此在未來的發展過程中，電力電纜故障檢修人員需要堅持具體問題具體分析，根據電纜的實際情況來選擇檢查方法。無論是電纜的鋪設情況，還是電纜所處的環境因素都屬于檢修人員需要考慮的重要因素，因此采用合適的方法來對電力電纜的故障進行詳細測試，這屬于非常精細化的工作，要求電力電纜檢修人員能夠給予工作更大的細心與耐心。怎樣能夠在未來發生故障時迅速找到故障點，從而快速解決故障，降低停電損失，成為電力領域研究的主要發展方向。