高压电缆故障检测方法分析竺笠

高压电缆故障检测方法分析竺笠

竺笠吴士凯彭亮于连坤

（国网天津市电力公司检修公司天津市东丽区300000）

摘要：高压电缆作为电力系统的重要组成部分，其运行的可靠性直接影响电力系统供电质量，电缆绝缘的好坏是影响电缆安全可靠的关键因素，为保证电缆安全可靠运行，就必须对电缆进行正确的分析和诊断。基于此，本文针对高压电缆故障检测方法进行了分析与探讨，以供参考。

关键词：高压电缆；故障；检测方法

目前，高压电缆故障已经成为电力系统运行中的一个常见问题，严重威胁着系统运行的安全性和可靠性。所以，为了有效避免高压电缆故障发生，确保电力系统稳定运行，本文探讨了高压电缆故障分类，并对高压电缆故障检测方法进行了分析，为日后此类工作的顺利开展提供依据。

1高压电缆故障分类

1.1按故障位置分类

按照故障发生的位置进行分类，主要分为电缆接头故障和电缆本体故障。在无外力破坏时，电缆接头故障出现比较频繁，当电缆受到外力破坏时，电缆本体发生故障的概率就会增大。电缆本体作为电力电缆的主要组成部分，敷设距离长，且处于封闭空间内，所以最容易受到破坏，且故障定位也比较困难。电缆本体故障包括机械损伤、化学损伤、过电压破坏及电缆本体自身缺陷等主要方面。机械损伤主要来源于外力破坏。化学损伤和过电压破坏主要因为电缆的过负荷运行，加上空间封闭、通风不足，对电缆寿命造成很大影响。电缆本体自身缺陷主要由于电缆出厂时，其绝缘层包装不合格、铠装层不合格等自身原因。电缆接头故障在电缆故障中占有很大比例。由于电缆长距离供电，必须使用中间接头进行连接。如果存在电缆接头制作工艺不良、绝缘填充剂不合格及连接松动等问题，电缆接头发生故障就会更加频繁。

1.2按绝缘电阻和纤芯情况分类

按照电缆绝缘电阻和纤芯情况进行分类，主要分为开路故障和接地故障，接地故障又包括低阻故障、高阻故障和闪络性故障。在电缆的各相绝缘情况都良好的前提下，工作电压不能传输到电缆终端，此种情况称为开路故障。该故障主要是由于电缆芯的连续性收到破坏，电缆单相或多相出现开路或其金属护层断裂，产生断线或不完全断线现象。接地故障分为低阻故障、高阻故障和闪络性故障。低阻故障一般是指电缆单相或者多相的对地绝缘电阻或者电缆缆芯之间的绝缘电阻减小，一般低于几百欧姆的故障。高阻故障与低阻故障相对应，一般是指上述绝缘电阻小于正常值但高于几百欧姆的故障。闪络性故障是高阻故障一种极端形式，不常见。主要在进行电缆耐压实验时，电缆电压超出某一数值，发生电缆绝缘击穿现象，该类故障成为闪络性故障。

2高压电缆故障检测方法分析

2.1低压脉冲法

低压脉冲法的原理是在故障电缆上加上一个低压脉冲信号，当脉冲遇到故障点或者电缆接头、电缆终端时，由于电气参数突变的原因将会对脉冲信号产生折射和反射作用，用相关仪器记录脉冲发射和脉冲接收之间的时间差，通过计算可以推导出故障点的位置。如图1所示，为低压脉冲反射法接线原理图。

该方法适用于开路故障和低阻故障，但其局限性在于存在检测盲区。由于测试仪器一般采用矩形脉冲，如果在脉冲宽度时间内测得的反射脉冲与发射脉冲相互重叠，则仪器无法区分两种波形，即不会测出故障点的距离。

2.2电桥法

如图2所示，为电桥法接线原理图。从原理图中可看出，故障电缆相与一非故障电缆相相短接，并在电缆始端连接了单臂电桥电路。通过测量非故障电缆相电阻（RL0）与故障电缆相故障点之后的电阻（RL1）和与故障电缆相故障点之前的电阻值（RLx）之比，然后根据电缆长度值即可算出故障点的距离。

电桥法具有方便、简单、使用的优点，应用比较广泛，但其缺点是不能准确检测出高阻故障和闪络性故障。由于高阻故障出现时，电桥电流比较小，所以需具备高灵敏度仪表测量仪器，普通灵敏度的测量仪器检测到的结果误差较大。

2.3万用表法

万用表发的测量原理为：在终端将电缆的金属屏蔽层与电缆缆芯进行短接，在始端利用万用表测量电缆缆芯与金属屏蔽层之间的电阻值。如果测得电阻值为无穷大，测故障为开路故障；如果测得电阻值大于两倍的线芯正常电阻，则视为似断非断故障类型。对于三芯电缆，若有金属屏蔽层，则在终端位置将金属屏蔽层短接，然后用万用表在始端测量三相间的电阻值和三相对绝缘层的电阻值。如果电缆不具备金属屏蔽层，只需测试相间电阻。

2.4冲击闪络法

冲击闪络法利用向故障点发射一个高压脉冲信号，将故障点击穿放电，即发生闪络现象。冲击闪络法的适用范围最广，由其对高阻故障和闪络性故障十分有效。除了冲击闪络法还有直流闪络法，区别在于施加的信号变为了直流冲击电压，目的也是击穿故障点并产生放电现象。

3高压电缆故障防范措施

3.1加强电缆质量检验工作

生产质量是企业的生命线。电缆生产企业应严格按照生产规定进行生产，加强企业内部电缆质量的管理，提高质量意识，严格地按照规定对生产的电缆产品进行试验工作，杜绝问题电缆流向市场。监督部门也应该对企业出厂的电缆产品进行严格的质量检验，如定期对电缆进行抽样检查，以确保电缆质量。

3.2保证电力设计质量

各电力设计院是对电力系统进行设计的部门，应充分发挥其在整个电力系统规划、实施过程中的重要作用。努力提升各单位设计人员的整体设计水平，并在各地设计单位之间加强交流和学习，对出现在不同地方的电缆故障问题进行通报与原因探讨。

3.3提高电缆安装质量

电缆安装现场环境的复杂，安装的技术要求较高，电缆的施工队伍应提高自身的技术素养，并严格按照安装规范进行，电缆接头安装人员更应如此。在电缆敷设时采用牵引方式应防止转弯处的侧压力过高，接头安装时应注意采用好的工艺措施保证安装水平，并在施工中不断总结；

3.4减少受外力破坏

城市的市政设计单位负责对城市进行规划，其中包括道路的翻新工程等。这些单位应与电力设计单位进行沟通交流，避免对已埋设的电缆造成严重损坏，影响城市电力系统安全。电缆运维部门也应加强对电缆的监测，避免一些外力对电缆的破坏。

结语

本文介绍了电缆故障的检测方法，对电缆运行维护工作具有积极作用。最后，给出四点高压电缆故障预防措施，对减少故障发生率具有重要意义。

参考文献：

[1]王传旭.高压电缆故障分析及其状态检测技术[J].电气技术，2015，（09）：70-73+77.

[2]李浪.高压电力电缆故障原因分析和试验方法的研究[D].西南交通大学，2015.