配網電力電纜故障監測技術的探究

黃俊偉

摘 要：電纜是電力系統的重要組成，隨著電網運行時間的延長，受損傷、絕緣老化等因素影響，電纜故障率持續上漲。因此，對電纜故障進行檢測非常重要。下面，本文從配網電力電纜常見故障表現、故障原因出發，總結配網電力電纜故障的監測技術。

關鍵詞：電力電纜；故障；監測技術

隨著我國電網的發展，電能需求量逐年上漲。近年來，為節約土地資源，電纜多使用地下鋪設的方式，間接增加故障檢測和維修難度，一旦故障點定位偏差，就很難進行搶修。因此，提升配網電力電纜故障監測技術非常重要。

1、配網電力電纜常見故障表現

1.1附件故障

所謂的附件故障多指配網電力電纜附件出現擊穿、放電等問題，主要表現為：在對附件結構進行半導體剝離時，損傷電纜附件，使得表面依附大量雜質和灰塵，加快故障發生速度；附件制作期間，連接處多存在質量問題，致使實際工作時出現缺陷，增加電阻數值，情況嚴重時造成火災；安裝工藝不規范，比如密封、接頭不規范，一旦工作結束后受潮氣影響，就會降低工作能力。

1.2絕緣故障

配網電力電纜運行一段時間后，極易出現絕緣故障，時間越長故障率越高。一般來講，絕緣材料具有保護、防觸電的效果，但是受外界環境影響，多會出現破裂、老化現象，降低絕緣性能，損壞絕緣材料和設備[1]。配網電力電纜的絕緣故障中，絕緣老化是常見現象，從某種程度上降低材料的保護性能和安全性。

2、配網電力電纜故障原因

2.1電力電纜及附件質量因素

電纜線路質量直接影響著線路的運行情況，導致線路出現質量問題的因素包括：①電纜制造期間未嚴格按標準和規定生產，或部分廠家為追趕工期搶工，致使電纜生產時出現厚度不均勻、絕緣偏心等問題；②附件制造流程不符合要求，導致附件出現制造缺陷、絕緣填充劑等情況；③受專業限制，部分人員并不了解電纜專業知識，再加上不了解電纜接頭、保護器、蛇形敷設等概念，導致電纜線路出現設計上的問題，長期運行還會引發質量問題。

2.2外界因素帶來的破壞

外界因素帶來的破壞是引發電纜故障的主要因素，尤其是城市化建設進程加快，市政工程、房地產工程、道路開挖等項目開展中，極易損壞電力電纜。外界破壞事故包括：①直接破壞，比如敷設電纜時，由于牽引力大，導致轉彎處的電纜在外界力量影響下損傷外保護套和絕緣層；②自然損傷，受電纜自身振動、熱脹冷縮等因素影響，使電纜在上下橋、管口等部位出現損傷[2]。

2.3安裝與施工質量的影響

多數情況下，電纜安裝、故障直接影響著施工質量，由于施工環境不好，而電纜、附件對溫濕度、灰塵等有著嚴格要求，而這些因素又很難控制，再加上施工人員操作技能差、工作水平低，導致施工中出現質量問題，主要表現為：電纜外保護套破損，敷設期間用力較大，增加事故風險；溫濕度偏差大、潮氣嚴重，電纜附件制作期間溫濕度過大，會使得絕緣不受潮，無法滿足運行需求，為日后的安全運行埋下隱患；未嚴格按工藝、要求施工，導致接頭密封不好，投入運行后極易遭受水分侵蝕，引發漏油、發熱等問題。施工質量帶來的缺陷多不會立即顯現，但是若缺陷嚴重，投入運行前或運行2年后就會出現故障。

3、配網電力電纜故障監測方法

3.1故障測距

配網電力電纜的故障測距，是故障定位中的重要指標，通過對故障進行測距，能準確、快速的找尋故障點位置。在對電力電纜故障進行監測時，測距是比較重要的部分，不但能提升故障定位水平，還能改善故障檢測流程，提高維護工作效率。

3.2在線監測

通過在線監測的應用，能更好監管故障，這里所說的監測是對局部放電故障的監測。所謂的在線監測是在電纜結構內選擇、安裝傳感器，通常是接地箱、交叉互聯箱等，利用傳感器的耦合方法，采集系統中的電流量，然后再輸送至監測中心，實時監督電力電纜的運行情況[3]。在線監測中心則根據相關信息評估電纜的運行狀況，比如：電磁耦合法就是在線監測的常用方法，基于該方法所產生的局部放電在線監測系統比較多。

3.3常用監測技術

配網電力電纜故障發生期間，線路中的參數多會出現變化，通過相關的監測技術能獲得相關參數，并將其作為基礎推算故障，便于準確判斷故障的發生位置和類型。

3.3.1萬用表法

配網電力電纜故障監測中，在萬用表法中短接了電力電纜終端，而終端測量短接的電阻值，若測量電阻值大而且無窮，說明電力電纜系統中存在開路故障；若電阻值高于線芯的2倍左右，說明系統內部出現了似斷非斷的故障。如果使用的結構屬于三芯電纜，接入金屬屏蔽層后需格外考量終端位置，并短接屏蔽層，隨后再用萬用表接入開始位置，直接測量實際電阻值，便于掌握絕緣層的電阻值。對于不具備金屬屏蔽層的情況，僅測量相間電阻即可，從而準確判斷電力電纜的質量和性能。

3.3.2二次脈沖法

二次脈沖法多用于閃絡性的故障監測中，通過和高壓發生器的相互配合沖擊閃絡，故障點多表現為瞬間變化，隨后出現低壓脈沖信號，二次脈沖操作后比對波形，以此規劃故障點位置[4]。

3.3.3電橋法

電橋法操作簡便、適用范圍廣泛，只能判斷電力電纜是否出現故障，無法甄別故障類型。電橋法所產生的電流小，選用的儀表儀器多具備良好的靈敏度，從而降低故障監測誤差。電橋法使用過程中，應重視非故障電纜相電阻的測量，并同時測量電橋法接入前后的電阻值，比對之后推算出的故障發生點。

3.3.4低壓脈沖法

低壓脈沖法的使用，需要在故障電纜結構中適當增加脈沖信號，待脈沖信號到達終端位置、故障點、接頭位置后，就會因相關參數的變化受到影響，引發信號反射、折射等情況，這時可借助儀器接收低壓脈沖，以此計算整個故障區域。在診斷配網電力電纜故障時，低壓脈沖法多用于開路故障、低阻故障的檢測中，但是實際應用具備一定的局限性，這就要求根據實際合理選用監測儀器，以獲得更加準確的數據[5-6]。

3.3.5沖擊閃絡法

通常情況下，配網電力電纜故障點受到沖擊閃絡法影響后，多會形成高壓脈沖信號，同時還會出現擊穿放電的現象，也就是常見的閃絡現場。在監測配網電力電纜故障時，該方法的適用范圍廣泛，能靈敏檢測閃絡故障、高阻故障，便于評估電力電纜的運行情況。

4、小結

綜上所述，配網電力電纜常用故障為絕緣故障、附件故障，由外界因素、附件質量、施工質量等因素引發，從某種程度上影響著電纜線路運行。因此，工作人員需充分了解配網電力電纜故障表現和原因，便于提升故障監測水平，保證電力電纜的安全運行。與此同時，還要落實電纜故障的監測技術，優化電力電纜的運行環境，以此保證電網的安全性，從根本上規避故障問題的發生，進而提升電網的運行水平。

參考文獻：

[1]耿玲，陸辰緣，楊啟明，等.配網電力電纜故障監測技術的研究[J].自動化應用，2017，15（12）：75-76，103.

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[3]吳錦秋.10kV配網電纜故障分析及防范措施[J].科技與創新，2015，29（17）：128-129.

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[5]林宇欣.城市配網中電纜故障的快速查找、判別及處理[J].企業技術開發（下半月），2016，35（8）：120-120，142.

[6]柯俊賢.配電網電纜故障點的定位方法探究[J].通訊世界，2017，22（11）：147-148.