試論電力電纜故障測試技術在供電企業的運用

戴鵬 郭煒 朱顯鋒

【摘 要】在電力線路中，電力電纜是其中非常重要的構成部分，主要負責電能分配和傳輸。因此，當電力電纜產生故障時將引發電力線路故障，嚴重影響電力系統運行的穩定與安全。因此，供電企業科學應用電力電纜故障測試技術，探尋電力線路中存在的問題，并進行及時、科學、高效處理，對提升企業供電服務質量，維護電力系統安全與穩定運行具有重要現實意義。

【關鍵詞】電力電纜故障測試技術；供電企業；運用

引言

電纜故障檢測技術的發展有著比較長遠的歷程。在二十世紀七十年代以前，所應用的故障檢測技術主要有兩種，分別是電橋法和抵押脈沖法。在高阻故障尋測方面，這兩種故障檢測技術有著相應弊端，不能夠獲得比較有效的結果。所以，研發能夠對此問題進行有效解決的檢測技術是非常必要的，隨之出現了高壓電橋測高阻故障，不過，其故障可測率還是比較低的。

1電纜故障的原因

1.1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。

1.2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。

1.3絕緣受潮

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。

1.4材料缺陷

該問題普遍存在于電纜絕緣材料、電纜附件以及電纜鉛鋁護層上。如電纜絕緣材料絕緣性能無法滿足實際需求或絕緣材料管理不當出現損壞、受潮問題；電纜附件（鑄鐵件、瓷件等）不符合相關標準；電纜鉛鋁護層破裂、褶皺等。

2電纜故障探測步驟

2.1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。

2.2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。

2.3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。

3電力電纜故障測試技術

3.1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。

3.2高壓閃絡故障測試技術

高壓閃絡故障測試技術又被稱之為“直接閃光故障測試技術”，在高阻閃絡故障測試中具有較強的應用性。通常情況下，在應用該方法進行電力電纜故障測試時，應避免閃光燈與高壓線路的直接接觸，使測試設備功率與閃光燈工作功率相分離；在電源斷開條件下進行接線更換，控制接線間隙間距；在故障測試完成后，進行電容與電纜重復放電處理，為提升故障測試質量，可輔助低壓脈沖故障檢測技術進行測試，消除盲區，提升測試準確性。

3.3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。

3.4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。

4電力電纜故障測試技術在供電企業中的應用實踐———以10kV配電線路為例

4.1配電線路電力電纜故障測試技術應用流程

應用高壓閃爍故障測試技術對某區域10kV配電線路中的電力電纜故障進行測試。測試波形如表1所示。在故障測試過程中：①對故障電流兩端的沈北進行有效隔離，并利用故障測試儀器對電力電纜三相進行檢測。②利用萬用表進行電力電纜阻值的測量，通過阻值分析確定電力電纜故障類型。在此次測量中發現故障電流為C相接地，C相對地電阻為10MΩ，屬于泄露性高阻故障。此外，利用智能閃測儀對電力電纜總長度進行測量，聯系有關資料，進行故障排查，并利用高壓閃爍故障測試技術確定故障具體位置，進行故障消除處理。

4.2供電企業應用中電纜故障測試技術控制要點

①做好故障測試技術應用準備工作，對電力電纜長度、預留情況、工作電壓、電力接頭情況等具有全面、準確的了解；②根據電力電纜實際情況科學選擇故障預定位檢測技術探尋故障電纜故障位置，保證故障定位的準確性，用以實現故障測試質量，提升故障檢修效率；③對影響預定位誤差的因素具有全面的了解，知道儀器誤差、波速誤差等對故障測試結果的影響。從而確保所應用儀器質量符合有關規定，規范技術應用行為，提升工作人員操作質量，實現各種誤差的有效控制。例如，針對波速誤差，需以電纜長度為衡量標準，縮短誤差與準確數值之間存在的差距；④注重波形的準確獲取。在此過程中，當電纜一段無法獲取波形時，可通過加大燃弧電流或更換測量端點的方法進行處理；針對過長的電纜可通過適當增加觸發時間或提高沖擊電壓的舉措進行處理。

結語

總而言之，隨著電力電纜應用數量與規模的不斷拓展，相關電力故障問題愈發明顯，加強電力電纜故障測試技術的研究，提升電力電纜故障檢測力度，實現故障測試技術在電力線路故障處理中的有效應用，對提升電力系統運行穩定與安全具有重要影響作用。

參考文獻：

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（作者單位：國網安徽省電力有限公司銅陵供電公司）