電力電纜故障原因與檢測技術

【摘 ?要】隨著我國社會經濟不斷進步，現代化社會建設的進程不斷深入推進，國民的生活水平和工業生產水平都得到了相應的提升，這使得用電量和用電需求迅速增加，同時對電網的運行的安全也提出了更高的要求。電力電纜作為連接各種電氣和傳輸、分配電能的設備，它的穩定性高、安全維護工作量少，能夠有效提高電能的利用率和質量，并且還具有美化城市等特點。

【關鍵詞】電力電纜;故障;原因;檢測技術

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A

引言

在我國現階段的經濟發展狀況下，電力行業是其中十分關鍵的一個環節，其可以為我國生產出需要的能源，是我國經濟發展最基礎的階段，電力行業的技術革新能夠使得我國經濟更加快速的發展。電力電纜的正常使用對電力負荷的安全、運轉都有非常重要的作用。電纜出現故障率的情況和其他電力裝置一樣，都是表現為典型浴盆曲線，即使用1到5年產生故障的幾率相對比較大，5到25年故障率非常低，超過25年以后，故障率又快速上升。從理論上來說，電纜是一種安全性能非常高的設備，如果其在生產、施工、維護、運行等方面沒有嚴格按照操作要求進行工作，就會使其在使用過程中發生故障。

1電力電纜故障原因分析

1.1絕緣和保護層受損

電纜絕緣體在煤礦等復雜地質條件下，由于長期處于高溫、強電壓作用下，其本身電阻會受到一定的影響，從而降低了絕緣效果。當老化的絕緣體與臭氧接觸或處于高溫環境，都會導致其變質。如果在電纜密集區域安裝了過熱電纜，會因其不通風而造成電纜過熱而絕緣加速老化變質。由于電力電纜表面的保護層極易侵蝕，再加上所鋪設路段附近的地下電廠具有超強的腐蝕性，會造成保護層受潮而電纜發生斷裂而導致短路，這也是造成電纜發生故障的重要原因之一。

1.2電纜本身的質量與操作問題

電力電纜在設計制作過程中，沒有根據規范的標準來設計，同時制作時使用了劣質材料，加上不合規的操作及分布不合理的電場，這些都是造成電力故障主要的原因，而電纜自身質量問題集中表現為。制作時，電纜的絕緣部位沒有包裹好或者出現破損、不平整等原因。電纜附屬設備制造過程中金屬表面粗糙。電纜絕緣體以及絕緣層受潮造成電力故障。電纜各零件設計達不到技術要求，容易出現泄漏。電纜鋪設過程中，有關技術人員沒有按照設計進行施工，在靠近電力電纜管理施工的時候忽略了容易電纜破損的問題，同時再長時間的收到侵蝕就容易造成電力系統崩潰，這也是發生故障的一個原因，會給人們的生活和生產帶去嚴重的影響。

1.3超負荷運行

電流所具備的熱效應特點，會導致電流在通過電纜的時候芯線發熱，再加上電纜損耗過程中也會產生一定的熱量，因此，在電纜在長期工作中會產生大量熱量，造成溫度不斷升高，久而久之就造成絕緣的損壞，尤其是在夏季，其外部環境溫度高和電纜本身溫度，通常就會造成電纜發生一定的破損現象。一般超負荷運行所導致的電纜損壞主要表現為以下幾點：（1）導線接點損壞;（2）電纜保護層容易出現龜裂現象;（3）保護層的絕緣部位老化加速。

2電力電纜故障檢測技術分析

2.1電橋檢測法

電橋檢測法也被稱之為“經典電橋法”，是各種電力電纜故障檢測技術當中運用最為廣泛、同時也是運用歷史最為悠久的一種方法，即使是在新興檢測技術已經在電力電纜故障檢測中大面積應用的今天，電橋檢測法仍然在一定范圍內保有其應用價值和應用市場。電橋檢測法是將故障導體與非故障導體連接成一個小橋，先通過調節電阻讓小橋處于平衡狀態，然后再進行測量，并通過橋臂的電阻比推算出測量結果。一般情況下，電橋檢測法多用于故障檢測中單相接地的情況。

2.2電容電流檢測法

當電力電纜處于工作狀態時，系統中的線路和設備都會存在一定的對地電容，并在電壓作用下產生電容電流，隨著電力電纜敷設的不斷增加和電力設備的大量投入運轉，電容電流也會越來越大。以電力電纜而言，這樣就會在纜線的長度和電容量之間發生一種關系，理論上這是一種線性關系，而電容電流檢測方法所依據的正是這一原理。在應用電容電流檢測方法時，最常見的是對電纜中芯線故障的檢測。檢測中首先需對電纜頭部的電容電流進行測試，然后再對電纜末端的電容電流進行測試，最后對測試結果中正常芯線和故障芯線的電流進行比對，從中判定電力電纜故障的部位。

2.3聲音檢測法

聲音檢測法是電力電纜故障檢測各種方法當中較為簡單的一種方法，這種檢測方法主要依據電力電纜放電過程中所發出的聲音，故障檢測人員通過對放電過程發出聲音的甄別來判斷故障的位置，并制定解決故障的方案。當遇到電力電纜敷設在明處的情況時，由于放電過程發出的聲音比較小，且容易受到外界雜音影響，因而不易通過聲音判斷來準確確定故障的位置，這時就需要故障檢測人員先行對電纜線的走向進行分析，然后借助擴音器對聲音進行放大，這樣比較容易確定故障的位置。雖然聲音檢測法操作簡單、測試范圍廣泛，但是專業性很強，須專業人員才能完成操作。

2.4阻抗法

使用阻抗法進行故障定位的前提是線路參數已知，并且測量點與故障點之間的阻抗可以測量或計算，并且電纜線路的參數必須均勻分布。在此前提下，故障距離的確定可以通過特定的方程計算而出。電橋法是阻抗法的一種，在電纜故障定位技術發展初期應用最多的即是電橋法。采用電橋法進行故障定位時，忽略電纜線路的分布參數影響將電纜當作集中參數進行處理，因此在相同時刻下，電纜任何一點的電流大小相等，且不存在相位偏差，電纜的本體電阻與電纜長度呈正比關系。進行故障定位前，應將故障相一端與非故障相一端相連，電橋兩臂分別接在故障相與非故障相的另一端，然后調節電橋上的變阻器使得電橋平衡，電橋平衡時電流計指針為0。電橋平衡后利用簡單分壓關系和已知電纜長度即可求出故障點與觀測點的距離。對于低阻類型電纜擊穿，一般用低壓電橋，而對于斷線擊穿，則采用電容電橋。電橋法測量結果準確，但需要完好的非故障相作為測量回路，此外，試驗電壓不能過高。電橋法故障定位原理簡單，測量精度較高，但只適用幾種特定類型的故障，對于高阻故障，電橋法失效。由于施加電壓較低，在高阻故障下，電橋中流過的電流很小，對電流計的測量精度提出了很高的要求，當精度不夠時則容易造成定位不準。此外，使用電橋法需要提前獲知電纜的詳細參數，這對于工程實踐來說往往具有較高的難度，因此隨著新技術的不斷發展，電橋法逐漸在電纜故障診斷中淡出了舞臺。

2.5低壓脈沖檢測法

這種檢測方法的基本測量原理如下：在出現故障的高壓電纜上，加一個低壓的脈沖信號，如果脈沖與電纜中的故障點相遇，那么會因為電氣參數突變，使脈沖信號產生發射或是折射，隨后再使用相關的儀器設備對脈沖發射與接收的時間差進行記錄，經計算，便可推斷出電纜中故障點的準確位置。這種方法在開路和低阻故障的檢測中較為適用。

結束語

綜上所述，目前電纜故障診斷技術已多樣化，為電纜故障的快速排查提供了有力的解決手段，然而對于電纜故障的預防及預警尚缺少有效手段，相關研究工作尚處于摸索階段，需進一步加深研究，從而在根本上避免故障的發生。

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作者簡介：

郭小麗（1983—）女，2008年專科畢業于天津工程師范學院，2010年函授本科畢業于內蒙古工業大學，工程師，主要從事檢測檢驗工作。

（作者單位：鄂爾多斯市神東檢測有限責任公司）