電力電纜故障原因及檢測方法研究

劉蔥柏 陜西意聯電氣設備有限公司

電力電纜故障原因及檢測方法研究

龐 丹 戴 斌 田家龍 周劍峰 國網吉林省電力有限公司長春供電公司

劉蔥柏 陜西意聯電氣設備有限公司

若電力電纜出現故障將會給電網工作帶來嚴重的影響，為了降低電力電纜故障出現的頻率，電力部門需要對電力電纜故障類型、出現原因、檢測方法等方面進行分析，并且做到熟練掌握維修的方法，保障人們日常的正常用電。本文從不同的角度分析出現電力電纜的原因，通過采取有效的措施應予以解決。

電力電纜；故障原因；檢測方法

隨著我國社會市場經濟快速發展，現代化城市建設不斷加快，城市用電量逐年增加，尤其在夏季用電高峰期，我國的城市用電量增加較猛[1]。為了滿足電力供不應求的局面，電纜作為電力傳輸、電路連接的工具得到開發，在日常生活中被廣泛應運。目前，由于電纜作為電力輸送的重要工具，電網出現故障的主要因素之一就是電纜故障，所以，電力企業要能夠及時、準確掌握電纜出現故障的檢測方法、故障的類型以及原因，只有做到這樣才可以保障電力系統穩定運行，促進社會經濟健康發展。

1.電纜故障產生的原因

在城市化大發展的背景下，城市基礎設施日趨完善，使得城市人口數量急劇增長，對面如此復雜的環境，電力企業在城市內安裝電纜時主要采用掩埋的方式，該方法減少占用寶貴的城市土地，增加城市土地的利率[2]。但是，由于地下含水量大，環境相對潮濕，若將電纜長時間處在陰暗潮濕的環境中，造成電力安全事故是無法避免的，例如受潮、進水、電纜外層老化等極易出現漏電情況。另外，電纜溝工程量大，環境相對復雜，當城市雨季到來時，大量的雨水將日常生活垃圾沖入電纜溝，一旦電纜出現故障，將會給電纜維修帶來困難。因此，電力技術人員如果可以熟練掌握電纜發生故障的原因，可以準確找到發生故障的位置，及時進行搶修，可以避免對電纜溝進行大規模的挖掘，保證城市電網穩定運行，減少電力維修的人力物力的使用，降低電力企業的維修成本，提高企業利潤。電纜出現故障的原因主要包括以下幾方面：

1.1 外力損傷

在電纜安裝過程中需要大量人工操作，但是許多的電力施工隊來自農村，電纜鋪設操作知識了解較少，在對電纜進行安裝時，部分施工人員沒有按照操作流程或者在關鍵節點安裝時沒有注意到細節，導致電纜的外絕緣或者內部受到拉力造成損傷，該種情況是造成電纜損壞的重要原因之一，有的電纜雖是表皮受損，但是時間久了，電纜外表皮受潮會引起短路現象，嚴重的還會造成各種故障，使得電網系統出現大面積停電，影響人們的正常生活[3]。所以，在安裝電纜時，需要提前對工人進行培訓，操作時要特別小心。

1.2 電纜質量不達標

部分電纜生產廠家由于受到資金或者技術的制約，生產出來的電纜質量較差，有的質量達不到國家標準，該類電纜由于質量得到不保證，使用時間長了就會造成各種故障，所以，選擇質量達標電纜進行施工，可以降低故障發生的頻率。

1.3 電纜絕緣老化

當電纜長時間工作會造成絕緣性能下降，造成電纜絕緣老化變質的原因多樣。比如，電纜內部氣體在通電的狀態下就會產生游離、電纜內部介質電解后會產生臭氧，臭氧會腐蝕電纜外絕緣體以及長時間工作會產生大量的熱，同樣會造成電纜老化。同樣造成電纜絕緣過熱的原因也有很多，常見的有電纜內部氣體游離過快造成電纜絕緣內部過熱，電纜超負荷工作也會產生大量熱量。有的電力企業為了降低成本投入，一般會采取一條電纜溝內鋪設多條電纜，但是該做法使得電纜溝內空氣流通性降低，多根電纜同時運行會產生熱量，造成溝內溫度增加，當達到電纜絕緣所承受的溫度時，就會造成電纜老化現象。特別在夏季時，氣溫相對比較高，電纜極易在接頭處因電纜超負荷工作溫度高而被擊穿。

2.電纜產生故障的類型

常見的電纜故障有串聯與并聯故障。所謂的串聯故障是指電纜中的一個或者多個導體出現斷開現象，電能不可傳輸的故障，一般情況下，在串聯中有一個導體斷開前，串聯的故障是難以被發現的，只有短路現象徹底發生時串聯故障才會被發現[4]。而造成并聯故障是由于電纜長時間超負荷工作造成外絕緣老化，在局部地區出現放電現象，造成并聯故障。根據電纜故障的電阻與被擊穿的長度不同，電纜故障還可以分為低阻、開路、高阻等故障。

3.電力電纜故障檢測方法

3.1 經典電橋法

經典電橋法作為電力電纜故障常見的檢測方法之一，并在其中扮演重要角色。該方法的故障原理是通過電橋平衡原理，將有故障與正常的相組合成一個電橋，然后調節電橋兩臂的開關調節電阻使電橋兩臂電阻平衡。通常情況下，電纜長度是可以檢測出來的，通過電纜的總長度與電阻二者存在的關系可以找到出現故障的具體位置[5]。該方法具有精確度高、電壓不需要增加過高、保證線路完好等優點。

3.2 高壓脈沖法

當電纜阻抗大小改變時，電波在電纜傳輸過程中會產生回波，高壓脈沖法就是根據該原理對電力電纜的故障進行檢測的，在電纜芯線上加入一定量的電壓，但是電壓一定要控制在合理范圍內，防止電纜外絕緣不會被擊穿，脈沖就會像波一樣傳播，可以通過脈搏變化檢測出故障位置。

3.3 低壓脈沖法

低壓脈沖法主要用于測量電纜的開路、短路和低阻故障的故障距離；同時還可以用于測量電纜的長度、波速度和識別定位電纜的中間接頭等。在測試時，從測試端向電纜中輸入一個低壓脈沖信號，該脈沖信號沿著電纜傳播，當遇到電纜中的阻抗不匹配點時，如：開路點、短路點、低阻故障點和接頭點等，會產生折反射，反射波傳播回測試端，被儀器記錄下來。

3.4 跨步電壓法

在電力電纜中加入特殊信號，當電力電纜對大地產生泄漏時，會在地面上故障點周圍產生由強到弱的有向電場梯度。沿電纜路徑用測量設備可測得信號的幅度和方向。在故障點前后，檢流計指針所指的方向相反，進而找到電纜的故障點，達到精確定位的目的。由于測量的是地面兩點間的電場信號，通常稱跨步電壓。加入特殊波形信號是為了提高測量設備的抗干擾性能。

4.結語

隨著城市電網不斷完善，大量的電纜被引入到電力運行中，由于電纜制作以及施工等原因，使得電纜故障出現的頻率較高，因此尋找出解決電纜故障的原因并加以維護顯得十分必要。

[1]馬春亮. 電力電纜故障的原因及檢測方法淺析[J]. 河南科技,2014,22:62-63.

[2]郭素娜,宣峰,呂俊霞. 電力電纜的故障診斷與檢測技術[J]. 水電站設計,2015,01:78-80+92.

[3]姚海燕,張靜,留毅,潘姝,徐貝,李題印,周念成. 基于多尺度小波判據和時頻特征關聯的電纜早期故障檢測和識別方法[J].電力系統保護與控制,2015,09:115-123.

[4]汪敏. 電力電纜故障測尋方法的探討[J].電子世界,2012,10:56-58.

[5]張喜富. 關于電力電纜故障測試與分析方法的探討[J]. 民營科技,2012,12:57.