電力電纜故障測試技術在供電企業的應用

王傳寶

摘要：電力系統能否安全運行，和電力電纜具有密切的關系。如果電力電纜發生故障，電力系統就不能順利運行。而目前的大形勢下，一旦造成斷電停電的現象，國民經濟就會遭受損失，如果不能夠及時排查故障所在地，及時解決問題，造成長時間停電的現象，那么整個經濟損失是十分巨大的。因此，如何快速準確地在整個電網中判斷出故障點，已然成為世界上所有國家在電力工程領域的專家們爭相研究的熱點問題。本文主要介紹了在幾種不同情況下，其相應的故障排除法，降低故障的發生率，減少經濟損失。

關鍵詞：電力電纜 故障測試 測試技術 設備；

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2018）09-0251-02

近年來，我國經濟水平快速提高，電纜電網的數量和密度也越來越大。電纜數量增多和長時間的工作環境，導致故障頻率增加。由于電纜線路的隱蔽性很強，測試設備和技術有限等原因，電纜故障檢測的效率很難提升。因此，如何有效地進行電纜故障檢測，確保電力供應的安全性，是電力電纜運營管理的重要內容。

一、電纜故障的原因

總結分析導致電纜發生故障的常見原因，可以減小電纜損壞的程度與頻率，有利于找出故障發生部位。通常情況下，導致電纜發生故障的原因有：

（一）機械損傷

（1）在安裝電力電纜的時候由于過大的牽引力，對電纜造成損傷，也可能是電纜過度彎曲，導致電力電纜遭到破壞。（2）完成安裝工作后，在電纜附近具有其他工程的施工，電力電纜受到外力損傷。（3）在電纜附近行車荷載的作用下，損害電纜的鉛鋁包。（4）受自然災害的影響造成電纜損傷：比如因為土地沉降造成拉力過大，使得導體、中間接頭拉斷。[1]

（二）絕緣受潮

電纜受潮的原因有以下幾點：第一，金屬護套腐蝕穿孔，或者被外物刺傷；第二，電纜制造不良，金屬護套產生裂縫或者小孔；第三，由于安裝不良、結構不嚴密，終端盒、接頭盒進水。

（三）絕緣老化變質

受到電場的影響，電力電纜絕緣介質中的氣隙產生游離現象，進而使得絕緣性能降低。溫度過高會造成絕緣老化變質。電纜中氣隙發生游離，會導致局部溫度過高，進而使得絕緣碳化。造成電纜溫度過高的重要原因之一是電纜過負荷。如果電纜所在區域的通風情況不好，會使得電纜溫度增加，加快電纜絕緣損壞的速度。此外，如果電纜鋪設于干燥的管道或者其附近具有熱力管道，也會增加電纜溫度。

（四）過電壓

在大氣過電壓的影響下，可能會使得電纜絕緣發生擊穿，進而導致電纜發生故障，一般情況下是因為擊穿點存在問題導致的故障。

（五）制作、設計工藝不良

終端頭、中間接頭電場分布、防水設計不嚴密，選用的材料不合適，沒有按照規程進行制作、工藝不良等導致電纜發生故障。[2]

（六）材料缺陷

材料上的缺陷體現在以下方面：（1）對絕緣材料的維護、管理不善，導致電纜老化、受潮；（2）電纜附件上存在問題，比如零件組裝不嚴密、不符合規定，瓷件機械強度不夠，鑄鐵件存在砸砂眼等等；（3）電纜制造上存在的問題，鉛鋁護層上存在缺陷；包纏絕緣的時候，紙絕緣存在重疊間隙、破口、裂損、褶皺等問題。

（七）護層腐蝕

因為雜散電流、地下酸堿腐蝕等的影響，電纜鉛外包受到腐蝕的情況出現穿孔、開裂、麻點等問題，進而導致故障的發生。

（八）電纜的絕緣物流失

在鋪設油浸紙絕緣電纜的時候，電桿處于戶外頭、地溝凹凸不平，因為存在較大的高低落差，絕緣油從高處流向低處，使得絕緣性能降低，造成電纜故障。

二、電纜故障探測步驟

（一）性質診斷

對電纜故障性質進行診斷，也就是對故障程度、類型進行確定，測試人員才能進行對癥下藥，進而選擇相應故障測距、定點方法。

（二）測距

故障測距也叫粗測，使用儀器在電纜一端測定故障距離，通常具有古典電橋法、現代行波法兩種。

（三）定點

故障定點也被稱為精測，結合電纜的走向以及測距的結果，對故障發生部位進行明確，然后通過放電聲測方法，在較小范圍中確定故障點發生的精確部位。

一般情況下，探測電力電纜故障需要性質診斷、測距以及定點三大環節。例如沒有進行電力電纜故障的測距，僅僅是通過放電聲測方法實施定點，這是很難精確判定故障位置的。如果故障距離與大體方位已經明確，在小范圍內將定點儀器進行來回移動，通過放電聲測法進行故障點的探測就比較容易了。

三、常見的電纜故障測試方法

（一）低壓脈沖反射法

這種方法也叫雷達法，是基于二次世界大戰雷達發明的方法，通過對故障點發射脈沖、反射脈沖時間差進行測距的。這種方法的優勢是直觀、簡單，不用了解電纜準確長度等資料。結合脈沖反射波能夠對電纜接頭、分支點位置進行識別。其缺點是在測量高阻與閃絡性故障時并不適用。[3]

（二）脈沖電壓法

也叫閃測法，這種方法是20世紀60年代發展起來的測試方法。首先在脈沖高壓信號、直流高壓作用下，將故障擊穿，再對故障點、觀察點兩者之間放電電壓脈沖的往返時間進行測定。脈沖電壓法最大的特點就是不用燒穿高阻與閃絡性故障，在故障擊穿過程中會產生瞬間的脈沖信號，具有較高的測試速度，并且測量步驟也極為簡便。

脈沖電壓法的缺點有：（1）安全性差，可通過電容電阻分壓器測量電壓脈沖信號，儀器、高壓回路兩者間具有電耦合，非常容易造成高壓信號的串入，進而使得儀器產生損壞。（2）利用閃測法開展測距過程中，高壓電容對于脈沖信號極易產生短路問題，電阻、電感就會產生電壓信號，進而增加接線的復雜程度，降低電容放電的時候故障電纜的電壓，因此很難擊穿故障發生部位。（3）故障放電的時候，尤其是沖閃測試時，分壓器耦合電壓形成的波形在變化上比較平緩，在分辨時非常困難。

（三）高壓閃絡法（直閃法）

直接閃光法適用于測量高阻閃絡故障。高壓閃絡試驗時電壓高達數萬伏，因此必須按照高壓操作程序進行操作。還應特別注意下列事項：

高電壓測試設備的功率與閃光燈的工作功率分開，閃光燈的連接應遠離高壓線路。在試驗中，更換接線時應切斷電源，調整間隙間距，使電容器和電纜完全放電，然后與地線連接。

高壓閃絡試驗完成后，反復進行電纜、電容放電，利用低壓脈沖法進行再一次的測試。電力系統中電纜非常重要，一旦發生故障會影響電力系統的安全、穩定運行，若不能及時解決故障極易造成大規模停電，甚至是火災。所以，怎樣迅速找出電纜故障發生點，降低停電等造成的損失，是目前電力領域研究的熱點問題。[4]

（四）脈沖電流法

這種方法是20世紀80年代產生的，具有接線簡單、安全可靠等優勢。與脈沖電壓法相比，這種方法的不同之處是可利用電流耦合器對故障擊穿時產生的電流脈沖信號進行測量，將高壓回路、儀器電耦合，可以減小電阻、電感，接線非常簡單，傳感器耦合出的脈沖電流波形也比價容易分辨。

四、結語

電網運行中，電纜是非常關鍵的部分，電纜發生故障會直接影響整個電力系統的安全性、穩定性。電力電纜故障測試技術是當前電力工程領域中研究的熱點問題之一，但是面我國電力電纜故障檢測技術有待進一步的提高，需要不斷加大科技投入，研發新技術，提高配電可靠性，為社會經濟發展提供重要保障。

參考文獻：

[1]吳結根.電力電纜故障檢測的方法與分析[J].科技與企業，2016（10）：188.

[2]邱偉.電力電纜故障測試技術的相關研究[J].中國戰略新興產業，2017（32）：188+190.

[3]魏金蓉，周亞玲.電力電纜故障測試技術及應用的概述[J].科技資訊，2013（18）：117.

[4]趙培仁.電力電纜故障測試技術在縣供電企業的應用[J].企業家天地，2010（10）：68.

責任編輯：劉健