試論電力電纜故障定點

仇俊杰+應正翔

摘要：隨著社會經濟的發展，電力、能源行業的發展也日新月異，各種電纜在生活中的各個領域隨處可見，它與我們的生活息息相關，所以一旦電纜發生故障，會大大影響各行業的運行。本文章就電力電纜故障的原因和類型，探討研究了電力電纜故障定點方法分析，同時也對電力電纜故障定點方法進行了討論。

關鍵詞：電力電纜；故障；定點分析；精確定點

當前我國電力電纜的成本相對下降，以及其自身的供電可靠性高、安全性高以及受自然災害影響小的優點，所以被廣泛應用。但同時，由于電纜應用的數量增多以及運行時間長，電纜出現的故障也愈加頻繁，解決電力電纜故障定點的難度也越大，盡管隨著科技發展出現了許多電力電纜的故障定位方法，但仍需進一步探討。一旦電力電纜發生故障會直接造成電力系統的整體運行，如果故障沒有被及時發現，會導致嚴重的事故，如：火災、大規模停電等。如何高效、快速、準確無誤地查找電力電纜故障，減少經濟損失，縮短電纜故障修復的時間，是本文章主要談論的問題。

1、導致電力電纜故障的原因及分類

1.1電力電纜故障的原因

引起電力電纜故障的原因是多方面的，主要包括以下幾種：

絕緣體老化變質。這是由于電力電纜絕緣體要受到伴隨電作用帶來的熱、化學及機械作用，從而使絕緣介質發生物理及化學變化，使介質的絕緣體水平下降。也可能是絕緣受潮等原因。

電纜過熱。內因是電纜絕緣內部氣隙游離造成局部受熱，是絕緣炭化。外因是穿在干燥管中的電纜以及管道接近的區域超負荷或散熱不良，造成故障。

機械損傷。這是由外力作用導致的電纜損傷，車輛振動等機械作用，使電纜變形，同時也是由于電纜在鋪設作業過程中，造成機械磨損而引起的。

護層腐蝕。由于點解或化學作用使電纜鉛包腐蝕。

過電壓造成擊穿。大氣過電壓和內部過電壓使電纜絕緣所承受的應力超過允許值而造成擊穿。也造成了電力電纜損傷。這些都是造成電力電纜故障的主要原因。

1.2電力電纜故障的分類

通常所見的電力電纜故障的分類有低阻、高阻、開路與閃絡性故障等四種類型。

低阻故障：電纜之間或相對電阻阻值低于正常電阻值較多，但導體之間連續性較好。通常會認為電阻值相對低于十倍電纜波時認為為低阻接地。通過對電力電纜故障的研究常見的故障有以下幾類：兩相短路接地、三相短路接地單相接地、兩相短路等幾種。

高阻故障：與低電阻故障相類似，如果電纜之間或相對的故障電阻值較大，則不能用低壓脈沖法測量故障，這種被稱為高阻故障。

開路故障：主要是電纜之間或相對的絕緣電阻達到了規范的最高值，工作電壓不能及時送達到終端，或者是達到了終端電壓但是無法負載。稱為開路故障。

閃絡故障：低電壓情況下，電纜絕緣良好，但當電壓升高到一定的值時，或持續在某種電壓值下時，絕緣會發生瞬間擊穿情況。常見有單相剮絡、兩相閃絡、三相閃絡等。這種故障多出現在電纜中間或首末端的接頭處。

2、電力電纜故障定點方法分析

不同類型的電力電纜故障，有不同的定位方法，但總的來說，定位步驟差別不大，主要分三步，只是每步所采取的方法有所區別。在形式上可分為串聯并聯兩種故障。串聯故障是指電纜有一個或者多個導體之間相互斷裂，串聯故障不易被發現。并聯故障是指導體之間的絕緣下降，不能承受正常的電壓。實際中，故障組合的形式是多樣的，所以將電纜故障定義為：無損壞故障、短路故障、開路故障。具體步驟如下：

首先進行電纜故障性質診斷。要確定故障類型及損壞程度，然后對癥下藥，選擇適合的電纜故障測試方法。分兩步走：第一，使用器材確定故障種類，測各自的絕緣電阻，判斷是相間短路故障還是單相短路故障，是低阻故障還是高阻故障；第二，檢測導體是否連續，看是否通路。

就第一步看診斷結果選擇適當的電纜故障預定位進行測距。主要有：低壓脈沖法、電橋法、高壓脈沖法及衰減法等。

最后，進行電纜故障定點。根據預定位所測距離，進行現場路徑丈量，在定點附近通過有效手段和方法定出電力電纜故障定點的準確位置。當前可靠的方法主要有：聲響法、聲磁同步法、音頻感應法和跨步電壓法等。

除此之外，還會用到低壓脈沖反射法，脈沖電壓法，脈沖電流法，二次脈沖法等這些相應的方法來進行電力電纜故障分析，以便更加準確地確定故障的位置，更加精確解決故障的方法。

3、電力電纜故障精確定點方法

電力電纜故障定位的方法有多種，以往舊的方法測試較為困難，成功幾率較小。現在人們將現代測試技術應用于電力電纜故障定位上，利用低壓脈反射辦法進行故障定位，這樣的方法比較準確。在20世紀90年代，隨著二次脈沖法測試技術的發明，不需擊穿產生通路，直接接到末端，發生反射，即可自動判斷出故障距離。當前電力電纜故障定點方法主要有聲響法、聲磁同步法、音頻感應法和跨步電壓法等。聲響法一般用于高阻故障的定點中。在實際生活中，由于聲響法會受到電纜故障周圍的環境影響，會造成定點困難。聲磁同步法是利用故障點發出的電磁波和聲波來定位。但傳統是用音頻感應法來定點。音頻感應法是利用人的聽覺對聲音強弱的感應來判別故障的位置，對定點人員的要求較高。以下具體說明各個方法：

3.1聲響法

聲響法是通過對故障電纜發送高壓脈沖信號，對故障定點擊穿后，通過儀器對電音進行探測。

這種方法的原理是利用高壓設備向電纜傳入高壓，是故障定點放電，產生聲響，一般可以聽到，通過打開蓋板或者井蓋即可聽到。有時為了避免開挖，則會借助一些儀器來定點，收集放電時的地面震動，通過聲音來確定故障點。

舊式的電力電纜故障定點儀，都是用耳機監聽或觀察指針擺動來接受電纜故障點發出的信號，這種手段相對落后，收集到的信息也不全面，而且聲音轉瞬即逝，不利于捕捉信號，會使判斷產生誤差。新式的高級電子室可以讓我們利用計算機記錄下電力電纜故障點的各種信號，減少噪音干擾，可以讓查找人員有充足的時間和方法收集信號，從而進行查找，解決定點的問題。

聲響法的優點在于這種方法容易理解，找到故障點的可能性高。缺點在于：其一，容易受外界的干擾，如果實際測驗中，外界噪聲很大時，會增加判斷故障點的難度，為了減少這種干擾，只能在夜深人靜時進行測試。其二，會受到測試人的主觀因素的影響，在測試時，需要用人的耳朵去聽電力聲音，所以受測試人員聽力分辨力的影響很大，會因為距離和其它干擾原因而停止工作。

3.2聲磁同步定點法

聲磁同步定點法的原理與聲響法同出一轍，可以測出絕大多數的故障，除純金屬以外，可以檢測出故障點產生聲響的故障。這是利用聲音與磁場到達探測儀時間不同的原理，以及探測儀所接收的磁場與信號之間的時差來進行故障點的判定。

這種測試原理在于：故障電纜中的加高壓沖信號促使故障點放電，電流會產生磁場，利用當代微電子技術將信號記錄下來，總之是利用電磁與信號兩者之間的時差，時差最小即為電力電纜故障點的準確位置，同時要考慮周圍埋藏物以及環境介質的不同，判斷傳播速度，判定距離。

3.3音頻感應法

電纜故障處于短路時，沖擊放電器沖擊，故障點不放點，這是用音頻感應法，這種方法要求擁有足夠的故障測試經驗和對電纜各方面的情況有詳細的掌握。它的原理是多芯電纜紐絞結構，當信號傳到電纜故障芯時，會產生電磁信號。

4、結束語

發揮當前經濟優勢，搞好電力電纜工作，促進城市經濟生活的發展，是我們義不容辭的責任

電力電纜故障檢測既需要好的測試設備，又需要有扎實的方法手段，才能又快又好的處理故障點。要仔細分析故障原因，要了解參數，清楚各種原理，盡可能少走彎路，并不斷總結經驗教訓，掌握電力電纜故障測試的規律。

參考文獻

[1]王明.電力電纜常見故障及原因淺析[J].2013，（2）.

[2]黃健華.論述電力電纜常見故障的原因及其預防對策[J].廣東科技，2012，（20）.