配電電力電纜常見故障及查找方法

劉思議 沈學宇

摘要：配電電力電纜與架空線路相比，因其具有可靠性高等特點而被越來越多的應用，電力電纜的穩定安全運行直接影響著電網末端電力的可靠供應，與國民生活息息相關。電力電纜故障的情況也時有發生，有些為人為原因，有些為電纜老化以及工藝不良等因素，一旦發生故障，由于其隱蔽性，故障難以查找。基于此，本文對配電電力電纜常見故障及查找方法展開討論。首先，討論了配電電力電纜的常見故障，其次介紹了電力電纜故障的查找方法，最后分析了電纜故障的實例。本文的討論的實際的工作中具有指導意義。

關鍵詞：電力電纜;電纜故障;故障查找;絕緣老化

1.引言

電能在當前的經濟發展過程中扮演著十分重要的角色，對國民生活與國家經濟都有著十分深刻的影響。在經濟飛速發展的進程中，國家電網不斷提升公司的服務水平，不斷提升自身供電的可靠性與安全性，成為發展路上有力的后盾。與配電架空線路相比，配電電力電纜因具有占地少、美化市容、受外界影響小、維護工作量小，運行費用低等特點而被廣泛應用[1，2]。但一旦發生故障，排查難度及搶修過程比架空線路要難得多。因此為提高供電可靠性，應做好日常的電力電纜運行維護工作，發生故障時，及時排查故障完成搶修工作，減少停電時長，是保證電力系統安全穩定的關鍵[3，4]。基于此，本文對配電電力電纜的常見故障及故障查找方法展開討論。首先，討論了配電電力電纜的常見故障，其次介紹了電力電纜故障的查找方法，最后分析了電纜故障的實例。本文的討論的實際的工作中具有指導意義。

2.電力電纜常見故障

（1）電纜開路故障

開路故障主要是指電源電壓不能通過電纜設備正常傳輸到終端，或者是不良負載導致電壓傳輸效果差。常見的開路故障是斷線故障。

（2）電纜低電阻故障

電纜中的低電阻故障是電纜中的接地絕緣故障。通常，當電阻下降到一定水平時，電纜將停止工作。例如在短路的情況下，如果電纜短路，電阻幾乎為零，從而電流增大，就會發生短路。

（3）電纜高電阻故障

電纜高阻故障主要是由于絕緣層被高壓擊穿，電纜電阻值過高，從而造成故障。閃絡是此類故障的標志。對電纜檢測時應施加更高的電壓，當電壓超過臨界值時，會出現擊穿現象，電流強度瞬間增大，表明出現閃絡波動現象，當電壓下降時，這種情況逐漸消失。

3.配電電纜出現故障的原因

（1）配電電纜設備的損傷

配電電纜故障中，較為常見的就是機械故障，導致機械故障發生的原因主要可體現為以下在配電電纜故障中，機械故障更為常見。機械故障的主要原因體現在以下幾點[5]。一是在配電電纜敷設過程中，由于施工人員能力不足，施工不規范，造成電纜損壞或絕緣層損壞。同時，切割電纜時技術水平低會導致刀具過深或尺寸過大，埋下潛在的安全問題，容易出現故障。二是配電電纜在運輸過程中，電纜受外力影響而損壞。第三，自然和環境因素的影響會損壞配電電纜并導致故障。

（2）配電電纜設備的腐蝕性損傷

配電電纜也容易受到腐蝕損壞，主要分為化學腐蝕和電腐蝕。化學腐蝕是指電纜敷設環境中存在腐蝕性物質，這些物質不斷腐蝕電纜，對電纜絕緣層造成嚴重破壞，造成故障。電腐蝕是電力傳輸的過程，時長會產生強磁場，電纜長期暴露在強磁場中，電纜外皮容易損壞，環境中的濕氣和潮氣進入電纜，從而導致電纜故障。

（3）電纜的超負荷工作

隨著各行業的快速發展，對電力輸送的要求越來越高，使得電力電纜承受著超重的負荷。在這種環境下，會加劇電纜的老化，降低絕緣效果，電纜壽命縮短，并且輸送功率的效果也大打折扣。同時，配電電纜長時間過載會產生發熱問題，如果不能及時散發產生的熱量，可能會損壞電纜。

（4）個人及企業因素

由個人或公司因素引起的故障大致可分為以下幾點。一是由于采購方責任不嚴，采購了質量不合格的配電設備，同時監管部門也沒有發揮獨到的作用。二是配電電纜施工過程中操作不規范、監管不嚴、技術水平低、埋下了安全隱患。三是配電電纜運維機制不完善，未實施早期預防。問題往往只有在問題發生后才解決，處于被動運行狀態。第四，維修人員能力不足、無法準確判斷故障、缺乏完善的維修工具，影響維修工作效率。

4.電力電纜故障查找方法

（1）脈沖電壓法

脈沖電壓法主要針對電力電纜的閃絡和高阻故障，高阻故障的發生率

比較高。這主要是因為電力電纜絕緣層的介電強度比較小，故障點的電阻值比較高。雖然故障點的電流相對較小，但使用敏感設備無法精確定位電力電纜的故障點。使用脈沖電壓法檢測電力電纜故障時，利用直流或脈沖高壓信號擊穿電力電纜后，根據脈沖測量點之間的往返時間計算距離。這種脈沖電壓系統應用的優點是可加快電力電纜測試速度，而且有效地簡化了測量過程。缺點，難以分辨電壓波形、安全性差。

（2）低壓脈沖法

在電纜斷路或短路等低阻故障的情況下，可以采用低電壓脈沖法判斷和查找電力電纜故障。當低壓脈沖施加到電力電纜的故障相時，低壓脈沖沿電力電纜傳播到異常阻抗點，跟蹤器接收到反射的無線電波后，根據跟蹤器上顯示的變化，結合測試波形，可以科學地分析功電纜的故障類型。如果電力電纜故障是低阻故障和短路接地故障，反射脈沖將與發射脈沖相反;如果電纜頭的終端開路和短路，反射脈沖將與發射脈沖相同。

（3）脈沖電流法

脈沖電流法由于具有接線簡單、波形簡單、安全性相對較高的優點，常被用于檢測電力電纜故障。采用這種方法時，對電力電纜的故障點施加高壓擊穿，由記錄儀采集電力電纜故障時電力電纜故障的行波信號，結合測量點和故障點之間的往返時間，即能夠準確計算電力電纜故障距離。

（4）音頻感應法

聲頻感應法主要是利用音頻信號發生器將語音電流傳送到電力電纜故障線芯位置，然后形成語音磁場。電力電纜的感應線圈在磁場中產生感應電位，用放大器將其放大，放大后的聲音可用于確定電力電纜故障的位置。

（5）測聲法

測聲法是查找電力電纜故障的重要方法，閃絡通過絕緣介質放電到電力電纜的芯線。采用測聲法時，可以使用直流耐壓測試儀，操作方法相對簡單。當電容器充電時，當達到規定電壓時，電力電纜有缺陷的線芯放電，該位置的絕緣介質發出火花放電聲。如果電力電纜暴露在明處，工作人員可以仔細檢查電力電纜的運行狀態。如果電力電纜鋪設在地下，工作人員可以使用助聽器和聽診器來查明電力電纜故障。這時，工作人員必須慢慢地在電力電纜路徑附近走動。如果聽到“咝咝”聲，應加強對該區域的監視，仔細檢查電力電纜是否有故障。

（6）紅外熱像法

當電力電纜上的負載比較重時，電力電纜的工作溫度會急劇上升。科學測量電力電纜線芯溫度有助于準確分析電力電纜的故障點。紅外熱成像不僅在搜索電力電纜故障時相對安全，而且在故障排除方面也相對高效，操作也相對容易。結合電力電纜的運行狀態，利用紅外熱像儀獲取溫度場，計算分析溫度場的數值分布，建立定位較熱電力電纜的模型，從而確定電力電纜的故障點。

5.總結

總體而言，配電電纜在電力系統中發揮著非常重要的作用，關系到電力系統的安全穩定。但電力電纜的故障率較高，種類繁多，直接影響電力系統的正常供電，容易造成大面積停電。因此，有必要詳細分析配電電纜發生故障的可能性，了解故障的類型和原因，采取有效措施避免故障的發生。同時，要做好配電電纜的運維工作，加強人力、物力、財力的投入，積極引進先進技術和設備，提高員工的綜合素質，有效提高配電電纜的運維質量，最終保證電力系統的正常運行。

參考文獻：

[1]趙林啟，孫明，許兆權.電力電纜的運行維護與故障分析[J].中國儀器儀表，2020（3）：62-64.

[2]顧曉璐.電力電纜的運行維護與故障探測[J].設備管理與維修，2017（10）：17-18.

[3]李觀華.電力電纜故障探測及運行維護的探討[J].企業科技與發展，2014（3）：48-49+52.

[4]張子正.電力電纜故障分析與運行維護[J].科技風，2012（11）：150.

[5]謝麗玲.電力電纜運維檢修及管理[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（6）：127-128.